高分专项助力中药普查事业发展研究

摘要：以中药资源为基础的中药业生产迫切需要及时了解中药状况，掌握其变化规律，中药资源普查是中医药行业发展的重大战略任务。高分辨率对地观测系统重大专项（简称“高分专项”）提供的高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的空间数据，具有范围大、全天时、全天候的特点，已经在农业、林业等相关行业的资源普查中取得了很好的应用成效。文章针对国家第四次中医药资源普查的目标要求，梳理了高分中医药行业应用专题产品体系，提出将高分数据应用于中药资源调查、监测和规划等中医药行业的业务中，可以提高中医药资源普查的精度和效率。

关键词：高分辨率对地观测系统重大专项；空间数据；中医药事业；中药资源普查

中图分类号：R282 文献标识码：A 文章编号：2095-5707（2017）01-0006-06

Abstract： TCM materia medica based production of TCM industry urgently needs to understand TCM materia medica condition timely and control its changing law. General survey for TCM materia medica resources is a major strategic task of the development of TCM industry. High Resolution Earth Observation System （referred to High Resolution System） offers spatial data with high spatial resolution， high temporal resolution， and high spectral resolution， with the features of wide range， all day and all weather， which has achieved great application results in relevant industries of agriculture and forestry. Targeting the objectives of the fourth general survey for TCM materia medica resources， this article sorted out application special product system of High Resolution TCM industry， and proposed that High Resolution should be applied to TCM industry， such as general survey， monitoring and planning of TCM materia medica resources， which can promote the accuracy and efficiency of general survey for TCM materia medica resources.

Key words： High Resolution Earth Observation System； spatial data； TCM industry； general survey for TCM materia medica resources

1 研究背景

黨和国家领导人高度重视中医药事业的发展，习近平总书记在2016年8月召开的全国卫生与健康大会上强调，没有全民健康，就没有全面小康；要着力推动中医药振兴发展，坚持中西医并重。按照习近平总书记全民健康的蓝图，中医药作为中华民族的瑰宝，在全民健康中是不可或缺的一部分，习总书记在西安调研时还说到，“很多患者喜欢看中医，因为副作用小，疗效好，中草药价格相对便宜”。而中医药事业发展的关键在于中药资源的保护和利用，2016年2月26日，国务院印发了《中医药发展战略规划纲要（2016-2030年）》，其中提到“加强中药资源保护利用，建立普查和动态监测相结合的中药材资源调查制度……推进中药材规范化种植养殖，制定中药材主产区种植区域规划”。中药资源作为一种再生性资源，具有周期长、分布地域广、动态性很强的特点，易受人为因素及自然力的影响，蕴藏量易发生变化。以中药资源为基础的中药业生产迫切需要及时了解中药状况，掌握其变化规律，从而制定科学的中药业管理决策。因此，中药资源普查是中医药事业发展的重要环节。

传统中药资源普查一直采用收购量推算、人为主观估计和地面调查相结合。这些方法存在着调查时间长、费用多、工作量大、提供资源数据速度慢、精度受人为因素影响大等缺陷，浪费大量的人力、物力，财力，数据可靠性和客观性差，且很难满足和适应现代中药产业需要[1]。近年来，中医药和遥感领域的研究人员在将空间信息技术用于确定中药生态环境及种群分布及生物量，寻找目标药材的生态环境条件，利用高分辨率卫星数据或航空遥感影像调查分析药用植物种群的分布及不同时间的生物量等方面进行了有益的探索，形成了一些好的思路和方法，但对空间信息如何应用于中医药行业提及较少。本文从高分辨率对地观测系统重大专项（简称高分专项）所提供的全面的空间信息服务入手，针对国家第四次中医药资源普查的目标要求，梳理了一套高分中医药行业应用专题产品体系。将高分专项数据应用于中药资源调查、监测和规划等中医药行业的业务中，可以提高中医药资源普查的精度和效率。

2 高分专项提供的空间信息服务

高分专项是我国确定的16个重大科技专项之一，由国家国防科技工业局（国防科工局）牵头，至今已实施了6年。目的是加快我国空间信息与应用技术发展，提升自主创新能力，满足国民经济建设、社会发展和国家安全的需要。高分专项的核心是数据应用，也是按此理念来部署实施。⑴统筹建设天基系统、航空系统等数据源，设计了光学和微波相结合，高时间分辨率和高空间分辨率相结合，平面观测和立体观测相结合的多种观测手段，形成“数据型谱”以及时空协调、全天时、全天候的对地观测能力。⑵统筹建设地面系统，有效整合国内接收资源、布局极地接收，建设数据处理中心，经解码和校正等处理，生产可直接使用的标准数据，建设地面传输网络，完善数据分发。⑶布局全产业链，建设应用示范系统。部署行业应用示范和区域产业化应用示范，使高分应用进入重点行业主体业务和地方综合治理体系，服务国家重大需求，创新应用模式，形成空间信息产业链[2]。

通过6年的实施，高分专项可以提供以下6类空间信息应用相关服务。

2.1 数据源

高分专项已发射高分1/2/3/4号卫星，可为用户提供高质量的0.8～400 m分辨率的光学影像和1～500 m分辨率的SAR影像。通过访问中国资源卫星应用中心（http：//218.247.138.121/DSSPlatform/index. html）、高分应用综合信息服务共享平台（http：//gfplatform.cnsa.gov.cn/）等网站，如图1所示，可查询检索和下载高分卫星影像数据。

2.2 数据政策

2015年8月，为加强和规范高分专项卫星遥感数据管理，负责高分专项管理的高分专项办公室（简称高分办）发布了《高分专项卫星遥感数据管理暂行办法》，该办法在数据政策上实现了较大的突破。⑴数据降解密。公开的高分光学数据初级产品空间分辨率≥0.5 m，公开的高分微波数据初级产品空间分辨率≥1 m。对定位精度不做限制性要求。⑵拓展数据分发渠道。高分数据初级产品分发机构由原来的单一分发渠道——中国资源卫星应用中心拓展为4个：中国资源卫星应用中心、经授权的各行业数据分发机构、经授权的各省（自治区、直辖市）高分辨率对地观测系统数据与应用机构，以及其他授权的企事业单位。⑶应用成果共享，形成国家级数据应用产品和服务能力。高分专项投资形成的高分数据产品、相关服务及标准规范，由专项中心组织汇总、集成并形成相应清单，统一通过国家航天局高分综合信息服务共享平台发布，在专项内无偿使用和共享。

2.3 标准

作为国家级重大专项，高分在支持行业建设应用示范系统、拓展遥感应用广度和深度的同时，支持各行业建立高分数据应用的相关标准和规范，以实现行业应用的标准化、规范化，目前已经形成高分专项标准体系表，包括数据应用基础性标准草案和行业标准草案100余项，并已在前述的高分应用综合信息服务共享平台网站上提供共享。

2.4 应用模式

高分专项提出2种应用模式：信息提取应用模式和信息承载应用模式。前者即为传统的遥感应用模式，是指通过对遥感数据进行定标、反演、分析、识别、真实性检验等解译处理，提取目标的相关光谱信息和几何信息；后者是大数据时代背景下的产物，是指将遥感影像作为一切社会经济信息的基底和平台，关联和承载其他不同层级各类信息，采用大数据的分析方法，得到新的综合性的分析结果。如水利部长江水利委员会以高分数据为基础，整合了3大类29种数据资源，形成水利“一张图”，为长江经济带岸线规划和取水口规划提供支撑，从而在2个月内完成过去需要2年才能完成的规划工作。

2.5 产品资源共享

高分办组织创建了高分应用综合信息服务共享平台，于2016年3月10日已上线运行。该平台采用网格技术，统一数据产品标准，进行统一编目，按照统一格式研发专题产品，通过中间件融合各软件模块，最终实现成果集成共享。目前，已联通高分数据中心、18個行业和11个地区，集成共享专题产品446项、服务产品88项、标准规范121项、真实性检验站24个，提供相关业务链接100余个，共享数据量达840 TB。该平台是高分专项数据和应用成果的“集大成者”，也是一站式对外服务窗口。

2.6 众创空间

高分专项精心打造“众创空间”，形成线上线下一体化“双创”环境。线上依托“共享平台”，面向市场提供高分数据的线上资源与服务，构建数据、软件、工具、服务于一体的创新创业网络环境。线下以高分数据应用产业基地为载体，利用高分遥感空间信息技术与各行业的跨界融合，通过培训、交流和政策扶持，吸引小微企业和初创公司入驻产业基地。

3 高分专项应用于相关行业的主要成效

中药资源的调查规划与农业和林业的调查规划十分相似，这里简要列举高分专项在农业和林业应用中专题产品体系。

3.1 高分专项应用于农业的主要成效

高分农业应用产品体系如图2所示，高分专项主要应用于农业资源调查、农业生产常规监测、农业灾害监测和重大农业政策执行情况监测等4个方面，生产15类专题产品。

3.2 高分专项应用于林业的主要成效

高分林业应用产品体系如图3所示，高分专项主要应用于森林资源调查、湿地监测、荒漠化监测、林业生态工程和森林灾害监测等5个方面的业务，生产15类专题产品。图4为基于GF-1 2 m影像的三峡地区森林类型调查产品成果图。

4 高分专项助力中医药事业发展的思路探讨

中药资源作为一种再生性资源，具有周期长、分布地域广、动态性强的特点，易受人为因素及自然力的影响，蕴藏量易发生变化。以中药资源为基础的中药业生产迫切需要及时了解中药状况，掌握其变化规律，从而制定科学的中药业管理决策。中药资源普查是中医药行业发展的重大战略任务，我国于1960-1962年、1969-1973年、1983-1987年分别进行了3次中草药资源普查，并于2011年开始进行第四次中药资源普查的试点，第四次全面中药资源普查即将开始，具体目标要求为5项。⑴调查研究我国中药资源种类、分布、蕴藏量、资源变化趋势、栽培与野生情况、收购量、需要量、质量等中药资源本底资料，全面掌握我国中药资源情况。⑵建设中药资源数据库、中药资源监测和信息服务数据库，建立中药资源动态监测体系，在重点区域建立中药资源观测点，对常用品种、资源紧缺品种进行动态监测。⑶收集整理中药资源传统知识信息，建立中医药传统知识中心。⑷建立中药种子种苗繁育基地、种质资源库及标本馆，构建以上几个实体库的独立运营机制及共享服务机制。⑸提出中药资源管理、保护及开发利用的总体规划建议，制定中药资源可持续利用的国家规划[3]。

基于高分专项服务于相关行业资源普查的成功经验和第四次全国中药资源普查的目标要求，笔者认为高分专项主要可以从以下3个方面开展应用。

4.1 中药资源调查

基于所要调查时间节点的高分卫星影像，采用信息提取应用模式，对中药资源种植相关的核心要素进行提取，包括中药种植的种类、面积、长势、生长环境和社会经济环境等，生成相应的专题产品。图5为中药资源调查专题产品体系图。结合地面调查，可以得到普查所需的中药资源种类、分布、蕴藏量、资源变化趋势、栽培与野生情况等数据[4-5]。

4.2 中药资源动态监测

基于不同时期的多幅遥感影像，采用信息提取应用模式，可以得到不同时期中药种植面积、长势、生长环境和社会环境的变化量专题产品（见图6），结合地面调查数据，可得到中药资源种植面积、产量的变化，实现对常用品种、资源紧缺品种进行动态监测[6-7]。

4.3 中药资源布局和管理

采用信息承载应用模式，对采用信息提取模式得到的中药种植区域的地形、土壤墒情、耕地地形、交通通达性等产品，叠加地面调查数据及其他社会经济数据，如人均收入、受教育程度、市场需求、收购价格等，进行综合数据分析，可得到中药资源种植结构和区域优化布局产品（见图7），辅助制定中药资源可持续利用的国家规划。

5 小结

高分专项围绕数据应用在数据政策、资源共享和应用模式上实现了多项创新和突破，拓展了应用的广度和深度，高分卫星数据已在18个行业1800多家单位广泛应用，各行业部门充分挖掘高分卫星数据的应用领域，高分数据已全面进入相关部门的主体业务，成为政府治理能力和治理体系现代化的重要支撑。以前很多依靠人员实地核查的业务工作，現在改为主要依赖遥感调查，结果及时客观。作为中医药行业核心基础的中药资源与农、林资源存在很多相似的地方，在其他行业已经成熟应用于业务中的专题产品，经过一定的适应性修改即能应用于中药资源调查、监测和规划的相关业务中。

参考文献

[1] 郭兰萍，陆建伟，张小波，等.全国中药资源普查技术规范制定[J].中国中药杂志，2013，38（7）：937-942.

[2] 赵文波.精心布局数据应用 “高分专项”硕果累累[J].国防科技工业，2016（9）：3-5.

[3] 陈士林，张本刚，杨智，等.全国中药资源普查方案设计[J].中国中药杂志，2005，30（16）：1229-1232，1289.

[4] 谷婧，冯成强，张文生.3S技术在中药资源研究和管理中的应用与展望[J].中草药，2014，45（10）：1502-1506.

[5] 刘金欣，潘敏，李耿，等.3S技术在药用植物资源调查研究中的应用[J].中草药，2016，47（4）：695-700.

[6] 崔蒙.中医药行业数据库建设现状分析[J].中国中医药信息杂志， 2004，11（3）：189-191.

[7] 崔蒙，谢琪.中医药信息数字化研究进展[J].医药信息学杂志，2008， 29（10）：13-15.

（收稿日期：2016-11-14）

（修回日期：2016-12-08；编辑：魏民）