中国遥感技术和产业化发展现状与提升思路 (1).pdf
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1、中国遥感技术和产业化发展现状与提升思路中国科学院院士、空天信息创新研究院研究员童庆禧【内容提要】通过对中国遥感技术应用现状和高分辨率遥感技术研究进展的总结,可以看出中国在载荷的研制水平和卫星本体的技术工艺水平和运行能力方面取得了重大进展。国家层面的卫星和企业型卫星在中国对地观测卫星的数量上几乎平分天下,但对比国际遥感技术和产业化发展情况,中国遥感技术和产业化发展仍面临卫星的工作寿命、数据质量和卫星全球数据的获取能力以及人才队伍建设函需优化等问题。鉴于遥感技术对国家发展和国家安全的重要性,提出中国应大力发展以卫星为主体的对地观测,优化遥感人才队伍、不断提升成像质量和智能化水平、增强遥感数据获取能
2、力和应用服务能力等建议。【关键词】遥感技术遥感数据技术产业化中图分类号:P237文献标识码:A文章编号:10 0 3-0 6 0 7-(2 0 2 3))0 6-0 0 0 1-0 5遥感作为人类感官的延伸,为人类从遥远的距离上观察所居住的地球,调查和监测地球资源、环境和自然灾害,了解情况、找出问题、寻求应对提供了可能。自19 7 0 年发射第一颗人造卫星以来,中国遥感技术得到了很大的发展,已发射了40 0 多个航天器,其中约有一半是对地观测卫星。中国已建立了完整的遥感技术与应用体系,形成了气象、海洋、环境减灾、陆地资源等业务卫星系列、高分辨率对地观测和民用空间基础设施等科研发展型卫星。与此同
3、时,包括无人机在内的航空遥感也大量普及并在区域性、局地性的应用中发挥着重要作用。为此,本文简述中国遥感技术应用和产业发展的情况,通过与国际遥感技术与产业化现状的对比,剖析中国遥感技术和产业化发展困境,展望中国遥感技术未来发展方向,并针对国情提出对策建议。1本刊特稿一、中国遥感技术研究与应用发展情况(一)中国遥感技术研究进展高分辨率遥感作为遥感技术的主要发展方向在中国发展了近10 年。自2 0 14年国家重大专项“高分辨率对地观测”研究计划第二颗卫星一高分2 号(GF-2)发射成功,中国的高分辨率卫星进人了米级和亚米级分辨率的时代,急追国际最高水平。迄今为止,中国的高分辨率卫星的最高空间分辨率已
4、达到0.3 米,高光谱卫星的光谱分辨率在510纳米,且在地面幅宽远超国外同类卫星。中国高分辨率卫星最主要的进展体现在两个方面。一方面,载荷的研制水平大幅提升,无论是国家级或企业级的卫星其光学载荷都稳定在0.5米,最高达0.3 米,且信噪比也有很大提高,大幅度提升了遥感影像的质量,有力促进了应用的发展。另一方面,卫星本体的技术工艺水平和运行能力有了很大提高,特别是卫星的敏捷性能,30度的侧摆能力不仅可沿轨道正常获取数据,而且可在运行中对特定目标进行多角度观测,沿特定曲线观测和对一定规模的面目标进行往返扫描以获得大面积影像。这些特点使中国的卫星能通过多视角观测,经后期处理制作真实三维影像;对非线性
5、河流、道路或其他地物的数据获取以及城市多条带大面积影像获取度十分有利。中国高分辨率卫星所取得的成就极大地支持了国家和地区重大经济社会发展、重要基础设施建设,成为国家地理空间信息重要的数据保障和支撑。(二)中国遥感技术应用情况中国的遥感应用已覆盖了国家许多重要业务范围。土地、农业、森林、草场、气象、海洋、城市、水体、环境、生态、灾害、测绘等领域已成为遥感应用的主体。遥感技术已成为国家和地方各类业务部门常态应用的信息支撑。极轨和地球同步气象卫星在日常的气象预报、天气灾害预测、重大事件的气象保障等方面发挥了重要作用,显著提高了气象预报的业务水平;海洋卫星成为中国近海的海况预报、全球性和极地的海洋观测
6、、海上航行和渔业活动效率和安全的信息保障。陆地资源卫星和环境减灾卫星的数据应用最为广泛。中国自然资源部、生态环境部、应急管理部等国家重要业务部门都是应用这些卫星系统的业主,应用也最为广泛和深人。例如中国多次实施土地资源详查,特别在第三次调查中全面使用了以卫星为主、航空和地面调查为辅的技术路线。在9 6 0 万平方公里的国土范围内进行精细到1:10 0 0 0 比例尺的国土详查,这样巨大的遥感应用工程在中国甚至全球都绝无仅有。与此同时,国家统计局主导的农业调查成为遥感规模化应用的范例。此外,遥感技术在数字中国建设,特别在支持智慧城市建设、以实景三维为代表的美丽中国建设中均有突出建树。遥感技术能以
7、低成本收集目标数据,反复、大规模地收集难以获得的数据。相比传统统计数据分析,基于遥感技术获得的数据更能准确反映区域空间变化和空间治理政策影响,对经济学研究产生了革命性的改变。2 中国有着广衰的国土和辽阔的海疆,随着国家经济社会发展,对遥感发展研究2023年第6 期应用的需求也将与日俱增二、中外遥感技术和产业化发展情况对比(一)国际遥感技术与产业化发展情况适应人们对以影像为表达的遥感信息不仅要看得到还要看得清的需求,提高对地观测卫星的分辨率,特别是空间分辨率,是2 1世纪以来具有卫星研发能力的各国竞争的制高点。自2 0 世纪最后一年美国突破了卫星1米分辩率观测能力以来,以美欧为代表的发达国家加快
8、了对高分辨率卫星的研发力度和进度。以美国MAXAR公司WORLDVIEW和GeoEye卫星系列,欧洲空客防务与宇航公司Pliades、S P O T-6/7 及由TerraSAR-X和TanDEM-X组成的星座等为代表的高分辨率卫星的空间分辨率最高已经能达到0.30米甚至0.2 5米。技术发达国家依仗其传统市场优势,在卫星数据服务市场几乎形成垄断地位,全球市场占比超过7 0%。现在他们又在人工智能的支持下开发了超分辨辩率算法,能将卫星遥感的分辨率最高提高一倍,即从0.3 米提高到0.15米,并形成了系列产品推向市场以进一步扩大他们的优势。(二)中国遥感技术和产业化发展情况中国的遥感卫星在向高分
9、辩率方向发展的路上步伐非常坚定。2 0 14年,在美国实现1米分辨率对地观测14年后,中国“高分辨率对地观测”国家重大专项第二颗卫星“高分二号”也突破了1米分辨率的地球观测能力。尽管高分辨率遥感作为遥感技术的主要发展方向在中国的发展也仅10 年左右,方兴未艾,但中国卫星在超高分辨率、超高精度、超高稳定度和超敏捷度等方面都有了大幅提升,卫星的最高分辨率已达到0.5米和0.3 米。中国卫星技术与美欧最先进水平基本持平,但在一些方面也存在一定的差距。这种差距主要表现在卫星的工作寿命、数据质量和卫星全球数据的获取能力等方面。特别是卫星数据的全球获取能力是市场化、商业化的前提,没有全球数据的供应就谈不上
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