地球观测大数据助力“一带一路”空间认知

李国庆 Silap Bopha Stefano Nativi Joost van Bemmelen Mattia Santoro Guido Colangeli 徐喆 过志峰 Laia Romero Bernat Martinez 赵静 田传召

连接欧、亚、非三大洲的“一带一路”区域覆盖了60多个国家和地区，它们之间不仅自然地理条件差别大，经济社会发展水平也有很大的差异。作为国家综合能力标志的空间技术，在该区域也呈现两极化趋势——既有世界上最活跃的空间大国，也还存在大量没有任何空间资产的国家。根据最新统计，自20世纪60年代开始，“一带一路”区域的国家和地区共发射地球观测卫星443颗，其中欧洲发射了244颗，中国、印度分别发射了87颗和42颗，目前“一带一路”国家和地区共拥有160颗在轨运行的地球观测卫星。

空间地球观测技术已经成为国际社会公认的现代社会治理手段，随着国际空间合作和地球观测组织（GEO）等国际组织推动的数据民主和数据共享运动的发展，使用太空资源并不一定要拥有太空资产，掌握卫星遥感数据的分析处理和应用技术也可以在数据共享的条件下形成一定的空间应用能力。由于遥感数据庞大的数据量和复杂的数据分析技术等门槛，使得这种能力的建立依赖的又恰恰正是发展中国家所缺乏的信息基础设施，在这些发展中国家开展基于遥感观测的社会经济管理决策，首先要通过数据共享来获取国际上其他国家提供的遥感数据，同时还要在低速网络中下载国际上共享的TB级遥感数据，并在低计算密度的计算机终端上进行海量数据的在线分析处理，其难度非常大，往往很难实现。

根据空间地球观测能力和地面遥感数据应用能力这两个指标，“一带一路”区域的国家和地区呈现为数据丰富国家和数据贫瘠国家两大类，其中数据丰富国家占大约30%，数据贫瘠国家占大约70%。区域可持续发展要求区域内国家和地区协同和同步发展，这就要求“数字丝路科学计划”要将提升数据贫瘠国家的空间应用能力作为首要和基础性的任务来解决。

合作进展

基于“一带一路”区域国家和地区在空间地球观测能力和地面遥感数据应用能力方面的差异性，以及目前国际上在该区域已经开展的数据共享工作，“数字丝路”国际合作计划（DBAR）设立了地球大数据（DBAR-DATA）工作组来推动本地区地球观测数据支撑能力建设工作，以此来克服“一带一路”区域数据丰富国家和数据贫瘠国家之间的数据鸿沟，提升数据贫瘠国家的空间应用能力，支撑该区域可持续发展目标的实现。目前已经有中国、意大利、西班牙、英国、老挝、泰国等国的专家参加了DBAR-DATA的工作，代表中科院、国家气象局、国家超算济南中心、中科遥感科技集团有限公司、老挝科技部、亚太空间合作组织、欧洲联合研究中心、意大利科学院、西班牙isardSAT公司等空间数据服务和应用机构。

——李国庆，研究员，中科院遥感与数字地球所数据技术部主任，DBAR-DATA共同主席，现任国际数据系统（WDS）科学委员会成员，国际科学数据委员会（CODATA）灾害数据工作组主席，中国国家综合地球观测数据共享平台（ChinaGEOSS）负责人，2004年毕业于中科院地理科学与资源所并获得博士学位

目前国际上和“一带一路”覆盖区域有大量的相似国际项目和国际组织，“数字丝路”国际计划的数据共享工作要充分认识工作重点，明确差异性定位，积极联合综合地球观测组织（GEO）、东盟航天科技会议（SCOSA）、亚太空间合作组织（APSCO）等其他国际组织和国际合作计划，通过共同设计和共同成果的方式来形成切实的实施路线，汇聚合力来搭建“一带一路”遥感大数据平台体系。工作组的关注点应该放在解决区域发展中国家在遥感技术应用中的最急迫问题和最现实困难上，实质性地提高他们的应用能力。

——Silap BOUPHA，博士，老挝科技部部长助理，SCOSA老挝国家联系人，DBAR-DATA共同主席

东盟地区是全球经济增长和人类发展最快的区域之一，但是长期受气候变化影响、大规模自然灾害（如干旱、洪水、地震、海啸、台风、火山爆发、海平面上升、热浪）影响以及人为灾害（如石油溢出、霾/烟）影响，也面临社会经济可持续发展的压力。东盟高度重视空间技术和遥感数据在解决上述问题中的作用，非常希望加强与“数字丝路”科学计划的合作，加强DBAR与SCOSA等空间合作平台的对接合作，在优先领域（包括城市发展、灾害风险管理、农业和农村发展、环境和自然资源、水、能源）中发挥空间技术的作用。应该致力于简化“一带一路”国家获得和使用地球观测数据的复杂度，比如国家卫星气象中心所开展的气象卫星数据产品国际共享与服务工作中所采用的CMACast技术。这个系统是中国气象局建设的DVBS-2数据广播系统，平均每日向“一带一路”区域的2000多个用户站分发气象卫星数据量220 GB以上。“一带一路”区域国家可通过CMACast接收站接收获得准实时卫星数据。CMACast统目前已在伊朗、孟加拉、印度尼西亚、马尔代夫、尼泊尔、蒙古、马来西亚、巴基斯坦、泰国、菲律宾、乌兹别克斯坦、吉尔吉斯斯坦、老挝、斯里兰卡、朝鲜、越南、缅甸、澳大利亚、哈萨克斯坦等“一带一路”国家的2000多个用户单位落地，这都将成为DBAR计划非常重要的空间数据保障渠道。

——徐喆，高级工程师，中国国家卫星气象中心数据管理部门负责人，长期从事气象卫星数据存档和服务系统运行以及用户支持工作

Stefano Nativi教授，Joost van Bemmelen博士认为在“一带一路”地区的空间技术应用核心是数据共享问题，应积极借鉴地球观测组织（GEO）的相关经验。GEO所发展的GEOSS是一个全球性的、灵活的信息提供商网络，允许决策者在线访问大范围数据和信息。GEOSS通用基础设施（GCI）应用上—中—下模式实现了一个软件生态系统，将用户连接到庞大的供应系统GEO-DAB（发现和访问代理），而GEOSS门户对这一成果发挥着重要作用。通过GEO的技术设施，“数字丝路”可以直接使用国际GEO的数据资源，也可以动态使用区域内多样化的数据资源。

——Stefano Nativi，教授，意大利科学理事会大气污染研究所佛罗伦萨研究部主任，地球和空间科学信息实验室负责人，目前负责地球观测组织（GEO）的数据汇交系统的开发和运行管理工作

自公益诉讼工作开展以来，滕州市检察院勇于创新、大胆探索，自主研发公益诉讼手机“掌上拍”小程序，并将该《办法》与 “掌上拍”小程序、检察12309服务热线等面向社会推广、宣传，提高公众知晓度、参与度，成效显著。截至目前，通过手机“掌上拍”小程序反映的公益诉讼线索达50余条，来电来访反映线索30余条。今年以来，滕州市检察院共发出诉前检察建议44件，提起公益诉讼2件，法院判决1件，该《办法》的实施为公益诉讼工作的全面推进奠定了坚实基础。

Joost van Bemmelen，博士，欧洲空间局地球观测中心科学家，有长达25年的地球观测数据管理和复杂系统构建经验，目前负责由欧洲空间局负责的地球观测组织（GEO）的GEOSS门户系统开发工作

数据云服务可以大大提高发展中国家用户对于数据获取的便捷性，开发的遥感卫星数据云平台已为8个成员国提供遥感区域云服务，所共享的数据包含中国最新的地球观测卫星数据，甚至还包含了2 m分辨率的GF-2卫星数据，这是国际上首次以国家行为将米级分辨率的遥感影像大规模进行免费共享。这项工作的开展和深入，将大大促进DBAR的数据共享和大数据服务能力。

——过志峰，博士，2005年毕业于中科院遥感应用所微波遥感专业，长期从事植被定量遥感、基于云服务技术的遥感大数据共享与应用研究，正在领导开展一个向“一带一路”国家共享中国国家航天局所观测数据的项目

DBAR合作计划的首席郭华东院士认为DBAR是一个科学、开放、合作的对地观测国际计划，将让“一带一路”沿线国家获益，并欢迎更多的国家、组织、学者加入这一计划，私营公司的加入也是DBAR的方向之一。DBAR-DATA工作组参与单位之一的西班牙isardSAT公司是欧洲著名的地球观测领域服务与问题解决的研发公司，目前承担着欧空局（ESA）Jason-CS、Sentinel-3、CryoSat、EnviSat和ERS等多项卫星的应用和云服务相关项目。该公司的LaiaRomero 博士和Bernat Martinez博士认为在地球系统的全球监测越来越迫切的新时代，充分利用云计算等技术可以大大推动发展中国家快速掌握和使用空间认知。他们通过云平台来操作大量的哨兵卫星数据为大量水资源研究和管理人员提供实时的非洲尼日尔河流域的水文、水质、城镇发展等在线分析，这种技术对于其他“一带一路”国家以及其他地区都具有推广意义。另外，对于“一带一路”大区域国际合作计划，地球观测数据是基础、通用和可靠的数据基础，参与机构对于数据共享的承诺至关重要，面向大数据时代的挑战应该重视科研机构和信息领域创新机构的合作，使得地球观测大数据资源真正在“一带一路”计划中扮演重要角色。

——Laia Romero，西班牙isardSAT公司战略发展部主任，在灾害风险管理、水文和气候变化方面有10多年的项目管理经验，目前在领导欧空局水文专题开发云平台（HEP）的研发工作

展望

2017年3月初在刚刚在中国昆明结束的工作组启动会上，来自各国的专家就DBAR-DATA平台建设进行了深入讨论。DBAR-DATA工作组共同主席李国庆研究员介绍了此次会议上给出的近期展望。

（1）基于GEO的数据共享原则和数据资源体系，建立“一带一路”区域性综合地球观测数据的知识门户，联通区域内外的虚拟数据资源，汇集和整理一部分覆盖本区域的质量高、服务可靠的优选数据集，采用符合区域文化和语言特点的本地化门户来提高亚区域层面的数据服务利用程度和服务深度。

（2）基于强大云存储和云计算设施，以重要卫星遥感数据资源为单位，分布式地建立一批集数据存储、高速访问、本地处理和虚拟化服务为一体的遥感数据在线云处理中心，并形成在线遥感数据云处理中心联盟，在避免大量数据网络化移动的前提下，为“一带一路”区域的专业用户提供强大的数据分析和应用大数据平台。

（3）挑选共享政策清晰的中低分辨率数据资源，依托业务化大数据中心所提供的大数据云计算设施，构建区域全时空覆盖和连续更新的在线数据库，利用带宽消耗较小的虚拟机模式搭建“一带一路”遥感数据教育和培训平台，为区域发展中国家的大学和公众用户提供相关遥感课程和培训的在线支撑环境。

（4）对于“一带一路”区域用户和DBAR计划各工作组和任务组在海量遥感数据基础上，结合本领域科学问题和可持续发展问题所形成的增值产品和信息产品等数据，通过数据出版进行版权界定和共享发布，优选有影响力的成果，定期出版“数字丝路”数据产品专辑，培养和建立有序和开放的遥感信息产品共享机制。■