国土资源业务卫星应用及需求

● 文 | 中国国土资源航空物探遥感中心 甘甫平 牟兴林（通讯作者）

国土资源业务卫星应用及需求

● 文 | 中国国土资源航空物探遥感中心 甘甫平 牟兴林（通讯作者）

一、国土资源业务应用进展

1.国土资源业务应用相关卫星

中巴地球资源卫星是我国第一代传输型地球资源卫星，包含中巴地球资源卫星01星、02星、02B星（均已退役）、02C星和04星五颗卫星组成，分别搭载三种传感器，满足用户对不同分辨率及光谱波段遥感数据的要求。

资源一号02C卫星是一颗填补中国国内高分辨率遥感数据空白的卫星。卫星装有全色多光谱相机和全色高分辨率相机，主要任务是获取全色和多光谱图像数据，卫星观测数据可用于1∶2.5万和1∶5万比例尺土地资源、矿产资源、地质环境调查，以及国土资源、地质灾害应急监测等主体业务，可广泛应用于国土资源调查与监测、防灾减灾、农林水利、生态环境、国家重大工程、农业估产、水利监测、林业调查、海岸带及灾害监测、地震灾情监测等应用领域。该卫星用户为中国国土资源部。

高分一号卫星是国家高分辨率对地观测系统重大专项天基系统中的首发星，能够为国土资源部等部门提供高精度、宽范围的空间观测服务，在地理测绘、海洋和气候气象观测、水利和林业资源监测、城市和交通精细化管理，疫情评估与公共卫生应急、地球系统科学研究等领域发挥重要作用。

高分二号卫星是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1m的民用光学遥感卫星。主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部以及国家林业局等部门，同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。

高景一号 01/02 卫星单景最大可拍摄60km×70km影像。系统建设的第一阶段是发射4颗分辨率为0.5m的光学小卫星，日采集能力达到300万平方千米，实现国内十大城市3天覆盖一次的能力。

未来，国土资源部将加强多颗小卫星的建造，构建小卫星星座，同时协助做好高分五号卫星、高分多模卫星等科研星的研制，形成中-高空光学卫星、高光谱卫星、雷达卫星构成的多类型、多频谱的地质应用卫星数据保障体系。通过雷达/高光谱卫星国土资源调查与监测业务化应用、新型传感器与先进遥感技术国土资源应用、星空地一体化遥感数据应用与产品生产及相关遥感应用模型、技术方法的攻关研究，构建自主创新的国土资源业务卫星应用技术，形成创新专题产品体系，建立应用创新平台，推进国土资源遥感业务的拓展，提升遥感应用创新发展能力。

2.发展业务应用系统

国土资源业务应用系统的建设结合小卫星与传统大卫星质量特点，针对光学、高光谱、微波等不同载荷，建设陆海卫星业务管控系统，实现任务部署与卫星资源的高效衔接和综合管控，形成在轨业务卫星、其他国产卫星状态实时可视更新以及业务探测任务组织实施、科学调度与持续跟踪的能力。包括陆海卫星任务运控系统和陆海卫星业务任务统筹系统。

健全陆海主体业务应用系统，统筹陆海卫星应用技术体系，建设业务流程清晰、标准规范配套的土地、地质矿产、海洋、测绘卫星遥感业务应用系统，满足国家对全国及全球陆域和海洋资源遥感调查监测任务的要求。包括土地资源主体业务应用系统、地质矿产主体业务应用系统、海洋主体业务应用系统、测绘主体业务应用系统及其他行业主体业务应用系统等。

二、国土资源卫星业务需求

1.业务需求

陆地、海洋卫星遥感是观测要素极其丰富、用户群最广、应用需求增长最快、市场发展最大的高技术产业之一。国土资源领域是我国较早引用卫星遥感技术，并率先在土地资源、矿产资源、海洋资源、地质环境和基础测绘的调查、监测、评价业务中大规模应用的行业，也是国内陆地、海洋卫星遥感技术应用的最大用户。

在国土资源卫星业务应用方面，具有不同比例尺国土资源调查、监测、评价与应急调查等主体业务观测需求，及国土资源业务要素信息提取、业务及综合产品批量化生产、服务和共享等需求。实现同等比例尺国土资源遥感应用主体业务光学卫星同类数据替代，保障土地利用变更调查监测与核查、基本农田及城市开发边界全天候遥感监测、矿山开发现状遥感监测等重大工程实施，支撑土地执法监察、土地督察、基础地质调查、矿产资源调查评价、地质灾害调查与监测、突发性地质灾害应急监测、生态地质环境调查、矿山环境恢复治理监管、境外矿产资源调查等遥感主体应用业务，并及时提供数据产品的公益性及社会化共享服务。

实现灾害风险与损失评估及应急监测、水污染防治与生态保护遥感监测、城乡规划实施监督检查、森林等各类资源调查、地理国情监测数据更新、全国荒漠化和沙化监测、海域海岛及极地监测和海洋突发事件应急响应、全球地理空间信息更新等遥感应用业务，推动土地质量与土地生态监测、核安全监管、保障房建设过程和棚户区改造过程动态监测、公路修建和升级改造审批、农作物种植结构调整监测、近海水产养殖规划监测、林业生态工程效益监测和评估、农林水土综合评估等遥感应用业务拓展。

2.业务特点

支撑国家战略实施需求迫切。服务“一带一路”、“京津冀协同发展”、“长江经济带发展”、“生态文明建设”等国家重大战略实施，卫星遥感具有无可比拟的优势，更应该主动作为，充分发挥丰富的本底数据和技术经验优势，解决支撑国家战略实施对地质矿产卫星遥感应用提出的多样化、精细化、高精度、高时效性的创新服务需求。

统筹地质矿产资源领域任务需求势在必行。随着国家经济社会发展，国家战略实施支撑的需求迫切，地质矿产资源监管面临新形势，卫星地质矿产应用需求持续增加，国产卫星种类、数量逐年增长，卫星应用模式从试验应用型向业务服务型转变，业务应用从单星、单任务应用向多星、多任务协同应用转变。当前分散的、以项目为单位的作业模式已无法适应当前业务化应用发展。发挥国产卫星的效益，最大限度地满足需求，必须统筹、优化地质矿产领域数据需求，剔除重复需求，确定需求优先级；统筹基础数据产品生产，形成规模化、工程化生产能力，提高产品生产效率，减少资源浪费；发展应用技术，提高应用质量和有效性；开拓应用领域，服务国土资源工作；统筹卫星遥感应用成果服务，形成统一的成果服务窗口，提高成果的集成性。

加快地质矿产卫星应用能力建设刻不容缓。要满足地质矿产卫星应用迫切需求，依赖于丰富的卫星数据；依赖于高效、稳定、持续运行的国土资源卫星业务运行系统；依赖于地质矿产卫星应用关键技术创新；依赖于地质矿产卫星应用人才队伍培养。目前，国土资源卫星业务运行系统尚不能完全满足应用需要，应用系统能力建设分散，应用大多还停留在人工解译阶段，自动化/半自动化程度不高，海量数据大规模并行处理能力还需提高，数据共享不充分，关键技术软件模块固化程度较低，国产卫星应用产品体系建设有待进一步加强。加快地质矿产调查应用能力建设，将提升卫星的业务应用能力和水平，满足日益增长的地质矿产遥感信息需求，促进地质矿产资源决策的科学化。

地质矿产资源卫星应用正处于快速发展机遇期。近年来，卫星遥感地质应用发展迅速，成为地质调查、评价、规划与管理的不可或缺的手段。同时，地质矿产资源卫星应用正处于快速发展机遇期，《陆海观测卫星业务发展规划（2011年～2020年）》（简称《陆海规划》）的批复实施，巩固了地质矿产应用在国家卫星事业中的战略地位；资源一号02C卫星工程的实施，为地质矿产资源卫星应用探索了业务化运行机制；航天“十三五”发展规划编制、高分专项建设、民用航天工程预研、卫星应用及产业化专项实施、北斗地基增强系统研制建设、双边和多边卫星应用合作交流等的积极参与，为地质矿产资源卫星应用树立了良好的用户形象；国土资源卫星业务运行系统建设为地质矿产资源卫星应用的规模化、业务化发展夯实了基础。把握发展机遇，加快地质矿产资源遥感应用能力建设，提升遥感应用水平与服务水平，是适应发展需要、促进转型升级，实现卫星遥感地质应用跨越式发展的重大举措。

三、发展建议

1.加强大小卫星协同发展

国土资源领域应用需求广泛，随着境外资源调查和数据全球覆盖的应用发展趋势，小卫星具有的成本低、周期短、载荷轻型化的优势，以及在短时间内快速形成数据的能力，可以为国土资源领域应用提供有力的技术支撑。在观测频率方面，国土资源业务应用呈现出多样化的特点。如自然资源调查等部分业务需要一年一次甚至需要一月一次的观测数据，而突发性地质灾害应急监测等应急业务甚至需要实时数据。小卫星多星组网、缩短重访周期可以很好地满足国土资源业务应用的需求。同时，尽管现代小卫星具有传统大卫星无可比拟的优点，但是国土资源业务应用对数据质量和数据类型的需求丰富，也离不开传统大卫星的技术支撑。加强大小卫星协同发展，二者互为补充，并行发展，既可以降低成本，提高效率，又可以充分满足不同业务应用的实际需求。

2.大力发展不同载荷

卫星不同载荷所提供的不同数据可以满足业务应用的不同需求。多光谱影像、高光谱影像、微波影像在国土资源领域不同业务应用中都具有非常重要的作用。综合发展不同载荷，丰富数据源，可以满足更多业务应用的需求。按照《陆海规划》的部署，组织开展卫星研建，打造卫星数据保障体系，实现高空间光学卫星、高光谱卫星、成像雷达卫星的业务化数据应用，形成中-高空光学卫星、高光谱卫星、雷达卫星构成的多类型、多频谱的地质应用卫星数据保障体系，使工程和卫星应用成为效益最大化发挥的核心。

3.星地一体化业务平台

随着智能化的发展，建设星地一体化业务平台，提高星上智能处理等将满足卫星数据日常处理、实时获取等多层次业务需求。基于先进的混合云平台系统架构，建设集采集、处理、服务全链路业务流程，软硬件及网络设施相配套的应用平台，平台涵盖光学、微波、高光谱等高空间、光谱及时间分辨率的多源数据标准化处理及专题产品生产，具备大规模计算集群和EB级存储能力，系统稳定性不低于99.9%，可有效服务国家重大战略和布局重大需求。

同时，逐步完善以高速数据传输网、运控管理网、专题产品生产网以及共享服务网架构的卫星业务运行系统，为卫星业务化、工程化、规模化应用搭建可持续扩充的良好运行和服务平台基础设施，并构建由多星多任务业务管控系统、多源卫星数据接收系统、业务基础数据处理系统、业务应用与专题产品生产系统、业务产品验证系统、数据共享与服务系统、国土资源遥感云服务平台以及相应软硬件有机组成的业务应用平台。

[1] 罗海静,资锋,陈玲,张微,卢善龙. 高分一号卫星在国土资源领域的应用及前景[J]. 卫星应用,2015,(03):41-43.

[2] 甘甫平,尤淑撑,邱振戈,于海洋. 国土资源卫星遥感数据应用评估系统构建[J]. 国土资源遥感,2009,(01):7-12.

[3] 云影. 国土资源陆海监测首颗卫星——资源一号02C卫星[J]. 卫星应用,2012,(01):73.