国土资源卫星遥感应用与发展

· 文 |国土资源部科技与国际合作司 高平

国土资源卫星遥感应用与发展

· 文 |国土资源部科技与国际合作司 高平

编者按：

国土资源部承担保护与合理利用土地资源、矿产资源、海洋资源等自然资源的责任。按照国家对国土资源管理、防灾减灾体系建设等方面的总体部署，土地、地矿、地质灾害等行业充分利用卫星遥感等高新技术，已将全国土地调查监测、地质矿产资源与地质灾害环境遥感调查与监测、地质灾害及重大地质事件应急响应等主体业务逐步纳入部门经常性工作，其目标成果直接服务于部门职能履行。

一、卫星遥感技术及数据应用于国土资源监管

卫星遥感技术及数据已实现在国土资源管理主体业务中的常态化、规模化应用，建成了国土资源“批、供、用、补、查”综合监管平台，形成了国土资源“天上看、地上查、网上管”的现代化立体监管体系。具体体现在如下三个方面。

1. 土地资源调查监测

利用遥感技术于20世纪80年代初期完成了全国土地利用概查，历时12年开展了第一次全国土地利用现状调查，历时三年完成了1∶1万比例尺精度为主的第二次全国土地调查，已连续5年每年完成覆盖全国陆域国土的土地利用变更调查监测与核查，连续5年开展全国土地利用宏观监测，定期开展土地生态遥感监测。如图1所示为2013年全国土地利用变更调查监测与核查区分布示意图。

图1　2013年全国土地利用变更调查监测与核查区分布示意图

2. 卫片执法检查

利用卫星遥感技术，连续十余年开展了全国土地利用、矿山开发“卫片”执法检查，为监察部、人力资源和社会保障部、国土资源部三部委联合发布的《违反土地管理规定行为处分办法》（15号令）的实施提供了技术支撑。某地矿产资源开发监测情况如图2所示。

图2　某地矿产资源开发监测图

3. 地质调查和矿产资源勘查

1999年以来，每年利用卫星遥感技术开展基础比例尺地质矿产调查填图、生态地质环境调查与监测，连续十多年实施全国163个重点矿集区矿产资源开发多目标遥感调查与监测，重要成矿区带遥感地质调查，以1∶5万遥感地质调查为主要手段的矿产资源远景调查。某地地质矿产调查遥感异常图如图3所示。

图3　某地地质矿产调查遥感异常图

4. 地质灾害调查监测

2003年以来，利用卫星遥感等技术，国土资源部和中国气象局联合开展地质灾害气象预警预报工作。在实施环渤海、长三角等地区地面沉降遥感调查与监测、重地质灾害应急调查与监测中也逐步加入遥感技术的应用。图4所示为高分一号云南东川遥感地质灾害调查图。

图4　高分一号云南东川遥感地质灾害调查图

二、卫星遥感数据的需求显著增长

国家中长期发展战略提出的保障资源供给、保护耕地资源、维护国土安全，建立不动产统一登记制度，实施资源、能源“走出去”战略，防范和减少地质灾害，加强生态建设，持续稳定更新基础地理信息等重大任务目标。按照国家领导人要求，要利用卫星遥感等技术手段，对必保的耕地进行全天候监测，需要对红线区域的耕地资源进行随时、随地、随机监测，以及对突发事件进行应急监测。新的发展形势，对加快国家空间基础设施建设、建立以卫星遥感为支撑的现代化资源调查监管体系和灾害监测预警体系等均提出了更高的要求，需要逐步形成全天候监测能力，以提高事中、事后监测监管水平。可以预见，随着国土资源事业的不断发展，对卫星遥感数据的需求显著增长。

1. 在调查监测精度方面

需要满足1∶50万-1∶5000精度要求的数据，其中1∶5万-1∶1万精度要求的数据80%需要每年更新，且精度要求逐年提高，如2014年度全国土地利用变更调查监测与核查中一类区已增加至约130万平方千米。未来十年，国土资源业务所需高分辨率数据更新量约1000万平方千米/年。虽然国产卫星的数据保障能力大幅提升，从2007年二次调查数据占比30%，到2012年一张图工程数据占比约70%，再到2013年一张图工程数据占比达到84%，但是数据保障能力离应用需要还有较大差距，每年5个月数据采集时间太长，优于1m的高分辨率卫星数据90%依赖国外。

2. 在连片覆盖能力方面

要求快速获取并及时处理覆盖完整行政辖区的数据。未来五至十年即将开展的第三次全国土地调查、全天候土地资源与生态遥感监测、找矿突破战略行动、全国基础地质遥感调查、全国地质灾害遥感调查与监测、全国矿产资源遥感勘查、全国地质环境遥感调查与监测等国土资源主体工作都有这方面的应用要求。

3. 在应急性要求方面

突发性地质灾害、重大土地违法事件调查等，要求第一时间获取遥感影像，做出快速评估分析。虽然可用卫星不少，但单星作业为主，观测能力不匹配，一个月内有效覆盖我国全境不足30%。有效覆盖我国全境约需4-5个月，无法满足全国调查1年、年度监测1个月、季度监测10天、应急监测小时级的应用要求。

三、积极推动国产卫星应用，支持国土资源事业

为了支撑国土资源事业的快速发展，国土资源部积极推动国产卫星及应用发展。从参与中巴地球资源卫星01、02卫星应用，到与原国防科工委签署《关于中巴地球资源卫星02B星主用户机制试点的协议》担当02B主用户，CBERS系列卫星数据在国土资源管理业务中得到广泛应用。资源一号02C卫星的发射，标志着我国遥感卫星从科研试验型向业务应用型的转变。02C星在轨运行4年多，国土资源部探索完成业务卫星应用机制，有力推动了02C星数据的广泛应用。如在全国土地变更调查与遥感监测工程中，2012年替代国外数据约75万平方千米，2013年替代约107万平方千米、补充39.44万平方千米，2014年替代约104万平方千米，2015年替代约86万平方千米。在高分专项中，国土资源部作为GF-1、2卫星牵头主用户，GF-5卫星主用户之一，积极参与高分各卫星的应用示范与业务推广工作，积极推动高分数据进入国土资源遥感调查监测与监管业务主流程。同时，国土资源部还积极参加相关国家卫星业务规划的编制。牵头编制的《陆海观测卫星业务发展规划（2011-2020年）》，于2012年3月30日国务院批准实施。主体内容也基本纳入《国家空间基础设施中长期发展规划》。

下一步，国土资源部将按照“需求牵引、统筹规划、逐项落实”的思路，以2米/8米光学卫星（3颗）等业务卫星工程为牵引，推动实施国土资源国产卫星业务应用工程，构建国土资源卫星应用体系网络，提升国产卫星在国土资源主体业务中规模化工程化应用水平。