“一带一路”倡议下空间资源应用需求分析

●　文 | 北京空间飞行器总体设计部　孙伶俐　赵秋艳　申志强

2013年9月和10月，习近平主席先后提出共建“丝绸之路经济带”“21世纪海上丝绸之路”（以下简称“一带一路”）的重大倡议。2015年3月，《推动共建丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的愿景与行动》发布，把“政策沟通、设施联通、贸易畅通、资金融通、民心相通”作为主要倡议内容，并明确将“完善空中（卫星）信息通道”作为设施联通的重要方面。

一、“一带一路”沿线基本情况

“一带一路”是一个开放的区域合作倡议。目前，“丝绸之路经济带”通过陆上交通，涵盖了东亚、中亚、西亚、中东欧等地区；“21世纪海上丝绸之路”则通过海路联通了东亚、东南亚、南亚、西亚，辐射到南欧部分地区。“一带一路”倡议的基本内涵，就是一个覆盖65个国家的区域合作倡议。这一倡议连接亚太和欧洲两大经济圈，是世界上跨度最大、最具发展潜力的经济合作带。沿线国家有43亿多人口，占世界总人口的比重超过60%，GDP占世界的近1/3。

“一带一路”倡议提出4年多来，全球100多个国家和国际组织积极支持和参与“一带一路”建设。2017年5月，中国政府组织举办了“一带一路”第一届国际合作高峰论坛，吸引了100多个国家或国际组织参与研讨。“一带一路”倡议得到国际社会高度关注和相关国家积极响应。截至2017年9月，中国已同74个国家和国际组织签署了“一带一路”合作文件，同58国签署各类投资贸易协定，2017年前三季度沿线国家对华投资新设立企业2893家。然而，“一带一路”沿线区域地域宽广、地形地貌环境复杂、气候多变。其中东南亚、南亚是全球自然灾害最频繁、损失最为严重的地区之一。南亚地区地形条件较为复杂，以巴基斯坦为例，地处喜马拉雅地震带上，地震频发，并常年受南亚热带季风影响，降水不均，易发生干旱或洪涝灾害。“一带一路”沿线地质病害较多，分布较广，危害严重，如中巴公路是名副其实的“公路地质灾害博物馆”，诸多灾害严重制约并影响公路的建设和正常运营。“一带一路”工程项目众多，施工地点大多地处偏僻、基础设施落后、通信不发达，施工区域现场安全监管困难。

对于“一带一路”相关国家政府、组织和想要参与到“一带一路”工程项目建设的公司企业来说，需要具备有效的应对措施来保证其在“一带一路”倡议下各项活动的安全与顺利实施，进而创造最大效益。空间资源具有位置高远、全球覆盖等特点，在应急减灾、矿产资源调查、测绘制图等应用方面有着天然优势，本文对这些空间资源的应用需求进行详细梳理，既能为相关国家政府、组织和企业提供服务和解决方案，也能为空间资源的建设应用推广提供参考。

二、卫星应用需求分析

在对卫星应用需求分析过程中，首先将卫星应用分为遥感、通信与广播、导航定位与授时三个方面，进而分类进行深入的需求分析。

（一）卫星遥感应用需求分析

1.应急减灾救灾

“一带一路”沿线国家地质灾害多发，如东盟地区是世界范围内灾害频发的热点地区，该地区河流丰富，生态环境复杂，亟需监测和掌握重点针对区域的植被覆盖、水体污染、森林开采、生物多样性，开展生态环境质量及其演变研究，建立和完善区域生态模型。通过卫星获取该地区资源环境、生态及遥感方面的科学数据，为开展全球气候变化、生态保护、产业政策制定等研究，提供基础资料支撑。

该类需求的用户主要是“一带一路”沿线国家政府及组织，其要尽量避免灾害给自身国家带来重大人员与经济损失。需要通过卫星遥感技术获得气象灾害（台风、暴雨等）、洪涝灾害、海洋灾害（包括海啸、海冰、赤潮等）以及旱灾等监测预报和预警，受灾范围探测及动态变化监测，灾损情况探测和评估，灾害高风险区及重点区域不同比例尺的灾害风险图，1:10000-1:250000地震灾害基础信息地图及更新，各类地震前兆信息空间分布与时间序列，地震灾害快速及动态监测产品以及灾情和救灾效益评估产品等。

2.矿产资源调查

在“一带一路”倡议实施过程中，为了支持和吸引相关企业参与“一带一路”境外矿产资源勘查开发，首要基础性的工作就是要提供精准矿产资源空间信息服务。

基于此，“一带一路”沿线国家迫切需要利用空间技术建立全面、准确的矿产资源空间信息支持系统，开展全球矿产资源调查评价，重点瞄准油气、铀、铁、铜、铝、镍、铅、锌、锰、铬、锡、钾盐和‘三稀’等矿产资源，构建全球一张遥感图平台，开展短缺矿种的全球资源潜力分析与勘查开发战略研究。

对于矿产企业来说，需要针对特定的矿产资源远景区和靶区，进行矿产资源深入勘察，为建设大型矿产资源开发基地提供决策数据，减少企业风险和生产成本。有为实现上述目的，资源调查需要产出的遥感产品包括：1:250000的矿山地质环境背景、区域矿产资源开发利用状况和矿产资源规划执行情况等调查；需要采用优于2.5m和优于1m的遥感数据，分别开展比例尺为1:5万和1:1万的重点成矿带或矿集区矿产资源开发利用状况和矿山环境等多目标遥感调查与监测工作。

3.测绘制图

测绘地理信息能客观地表现地球表面重要的自然地理要素和人工设施的空间位置、形态特征和相关关系，准确地描述包括地名、境界等人文要素所对应的空间位置和空间范围，是国民经济和社会信息化的重要基础信息平台。

目前“一带一路”沿线国家还没有形成卫星测绘的规模化生产体系，区域资料普遍存在数据老化、比例尺过小、工程地质内容缺乏（如不良地质、特殊岩土）和要素不齐全等问题，现有测绘技术手段和能力无法全面实现各方面对测绘任务的需求，急需新的测绘手段来获得全新的基础地图。

对于“一带一路”铁路工程以及基础设施建设企业来说，开展境外铁路勘察设计、基础设施建设，详细的地形图资料是必不可少的基础，但常常存在境外铁路项目既有资料缺失、收集困难，或者地形图资料陈旧、现实性不强，导致铁路选线困难，给工程实施造成不小的障碍。

伴随着“一带一路”倡议的实施，势必带动沿线国家国民经济和社会迅速发展，交通、城市建设等配套基础设施建设引起的地理要素变化会很快，沿线国家和企业都对沿线区域1:5000和1:10000地形图更新有需求。此外，“一带一路”沿线国家开展无人区测图、海岸带与海岛测绘、城市测绘等都对高分辨率对地观测数据也有紧迫需求。

4.气象预报与气候变化研究

“一带一路”沿线多山地、高原、沙漠、海洋等无人区，气象观测盲点多，成为天气预报的短板。“一带一路”沿线国家急需气象卫星对气象环境进行全天候、立体化观测，清晰捕捉风云变化，有效弥补地面观测短板。同时，相关气象灾害预报信息，对于工程企业安排施工进度与人员安全保障都有重要意义。

“一带一路”沿线国家自然环境差异大，主要气候类型有多种，如热带季风气候（中南半岛、南亚大部分地区）、热带雨林气候（马来半岛、印度尼西亚、菲律宾南部）、海洋性热带季风气候（菲律宾北部）、温带沙漠草原大陆性气候（欧亚大陆腹地）、温带海洋性气候（中东欧西部）、温带大陆性气候（中东欧东部）。同时，“一带一路”地区经济发展方式比较粗放，单位GDP能耗、原木消耗、物资消耗和二氧化碳排放高出世界平均水平一半以上，单位GDP钢材消耗、水泥消耗、有色金属消耗、水耗、臭氧层消耗达到或超过世界平均水平的两倍；并且该地区生态环境比较脆弱，不少国家处于干旱、半干旱环境，森林覆盖率低于世界平均水平。

沿线国家要在国与国之间开展气象产品、气象技术的交流与应用，参与全球气象预报与气候变化研究，都需要研究数值天气预报模式以提供全球温、湿廓线以及云、辐射等气象参数，监测全球、区域自然灾害和生态环境；监测全球冰、雪覆盖和臭氧分布等，为气候变化分析和预测提供信息服务；为农业、水利、林业、海洋、交通等应用领域提供全球及区域的气象信息，为政府决策、防灾减灾和经济社会发展服务。

5.海洋观测

“一带一路”倡议串联起的富饶大海上的“朋友圈”，从太平洋经南海，过印度洋通欧洲，将给沿线各国释放发展新机遇。“海上丝路”沿线国家对海岸带的科学利用与开发，需要以空间观测为主，其他多种方式协同，进行海岸带生态保持、环境保护与管理政策的科学认知。同时，需要能够系统开展海岸带生态与环境空间观测信息的获取、处理与分析的科学研究；借助多源空间观测信息，对“海上丝路”沿线各国海岸带生态与环境对全球变化背景响应的异同，沿线各国不同层次的经济和社会发展对海岸带生态与环境的影响差异研究有重要支撑作用。

“海上丝路”沿线国家和组织，可通过卫星遥感技术实现海洋环境与生态监测和预报、海洋资源调查与开发、海洋污染监视监测、海洋减灾防灾、国家海洋权益维护和海上执法、全球变化研究、国家及沿海地区重大专项工程和重大科技计划等职能。包括构建海洋水色环境要素及水温、赤潮、污染、海冰、海面拓扑、岸线演变等信息提取系统，海洋动力环境信息提取和监测系统，卫星海洋遥感信息库及综合服务系统，海洋灾害卫星遥感监测、预警、评估与辅助决策系统；实现海平面高度、海面温度等定性和定量探测，海洋生态要素（如叶绿素浓度）监测，大洋渔业探测，海岸带资源调查，围填海现状监测，海洋赤潮监测，海面风场监测，海洋灾害（包括风暴潮、巨浪、海啸和海冰）监测，海面高度测量，海浪探测，海冰探测，海面高度探测，海岛与海岸带1:5000至1:50000资源与环境专题要素图更新等遥感产品。

（二）卫星通信与广播应用需求

“一带一路”基础设施互联互通建设必然需要安全、高效、快捷的信息传输保障服务。随着“一带一路”倡议的不断深化，由此带来洲际通信业务需求迅猛增长，迫切需要建立覆盖亚非欧的高水平、可靠、充分的通信保障能力。

1.卫星固定通信需求

随着“一带一路”建设推进，中国驻外事务性机构、中资企业海外机构等国际间通信需求增长迅速。参加国际救援、为其他国家提供观测数据也成为中国大国地位的重要体现，这对境外通信卫星数据接收和处理的时效性要求大幅提升。随着中国主流媒体国际传播能力进一步增强、中华文化国际影响力持续提升，均需要在现有静止轨道卫星可视弧段之外进行固定通信卫星的全球化布局。中国静止轨道卫星可视弧段以外卫星带宽需求预计将达到5GHz以上，相应地根据需要建立境外卫星测控站点。

在商业通信支持方面，西欧、中欧、东欧、俄罗斯、中亚、南亚、非洲等国家和地区将卫星宽带多媒体通信列为国家基础信息保障设施的重要组成部分。在宽带多媒体通信业务方面，为实现普遍服务、缩小区域差距、适应全球化发展，“一带一路”沿线国家主要有互联网宽带接入、超高清电视的传输转发与直播、远程教育、农村信息化、地面灾备、远程医疗、数字内容投递，以及车载、船载宽带多媒体通信等多方面的需求。适应国际上Ka频段商用宽带多媒体卫星通信发展趋势，“高带宽、低成本”成为通信需求的焦点。预计“一带一路”沿线国家未来宽带多媒体通信系统带宽需求达120Gbit/s以上，未来10～15年双向通信用户超过120万，单向接收用户超过2400万。

根据广播电视部门的需求统计和分析，随着广播影视节目高清化、超高清化、立体化以及交互便携设备的加快发展，节目传输需求急剧提升。预计到2020年共需5208Mbit/s的传输能力，可通过Ka宽带多媒体通信卫星满足。

2.卫星移动通信需求

据统计，截至2016年底，中国企业正在建设的境外经贸合作区77个，其中有56个分布在“一带一路”沿线国家。截至2017年5月，中国民航已与43个沿线国家实现空中直航，国外航空公司新开18条“一带一路”沿线国家航线；国家交通运输物流公共信息平台实现与全球31个港口的物流信息互联共享；截至2017年11月，中国已与36个国家及欧盟、东盟分别签订了双边海运协定（河运协定）。为保障中国海外人员的生命财产安全、保障国家的全球经济利益，迫切需要拥有安全可控的、覆盖全球的卫星移动通信系统，满足这些企业在境外的移动通信服务需求。

新欧亚大陆桥、中国-中南半岛、孟中印缅、中国-中亚-西亚、中巴等国家及其国内的公路、铁路建设也是支撑“一带一路”基础建设的重要内容。这些工程的施工企业为支撑飞机、高铁传输运输系统建设，需要实时互联网通信能力。未来的高铁运营企业需要具备为行进中的高铁乘客提供实时互联网通信和卫星广播服务的需求。同时，相关国家的民航管理部门提高民航飞机安全与航空运行管制能力更是需求巨大。“一带一路”沿线国家飞机、车船等移动中人群实时接收综合广播信息、广播电视节目、娱乐信息、交通路况播发及高精度导航差分信息播发等需求强烈。灾害管理、交通运输、气象、航空、企业及多媒体广播服务等部门对卫星移动多媒体广播能力需求很大。预计服务“一带一路”沿线地区国家，未来卫星移动通信潜在用户数量可达到1000万。

3.卫星电视直播需求

柬埔寨等国家对卫星广播电视需求迫切，卫星广播电视业务可作为地面有线电视网在偏远地区的重要补充和延伸，具有传输成本低、经济效益高等优势。为了增强国际舆论话语权，提升中国国际影响力，需要构建广播电视节目全球卫星传输覆盖网络，不断提高节目的海外传播发行、落地覆盖能力。据预测，到2020年，一带一路沿线国家共需直播卫星的传输能力为3～5Gbit/s。

4.应急通信终端需求

在遇到危、难、险、重等重大自然和人为灾害时，必然伴随通信业务和需求的爆发式增长。“一带一路”沿线的灾害多发国家和相关建设企业，对应急数据的可靠传输与实时广播需求甚切。一旦地面设备损毁，对灾害救助带来极大困难，因此利用卫星实现灾区与外界的通信畅通也是唯一的保障。应急卫星通信广播支持快速响应和不间断服务，应用涵盖灾前、灾中及灾后救灾全过程，具备灾前传输灾害监测信息和发布灾害预警信息的能力，灾中及灾后保障实时通信、灾情信息传输、发布灾害救援信息和灾情高速数据的能力，保障受灾区域与安全区域之间应急通信广播。

（三）导航定位与授时应用需求

随着卫星导航系统在各行业的推广应用，在民用领域，政府、企业、科研机构和社会大众在电子政务、灾害监测、环境监测、地震、气象、空间科学、地球物理科学、交通、物流、精细农业等多个领域对于高精度定位的实时服务和事后服务有着广泛需求，部分需求达到实时厘米、分米级定位能力。还有涉及生命安全服务的高可靠、高安全性应用需求。

北斗导航系统在覆盖范围、连续性、可用性等方面表现优异，逐步获得国际社会的认可和接受。初步统计，全球已有近10个国家对中国北斗卫星导航系统发展提出了应用意向。其中，巴基斯坦在接收机研制、基于北斗服务巴航空产业等8个方面对中国提出了合作意向；白俄罗斯、委内瑞拉等国对中国提出的在静止轨道通信卫星上，加装L频段转发器以建立卫星导航增强系统的方案表现了浓厚的兴趣，希望能够得到中国政府的切实帮助。印度尼西亚、马来西亚、韩国、泰国、蒙古、土库曼斯坦、智利等国家对中国北斗系统应用也表示了意愿。

新的历史时期，面对复杂严峻的国际形势，北斗系统发展需要进一步开拓国际视野、创新发展理念、转变发展模式、推进开放合作，特别是频率资源获取、兼容互操作、系统安全保护、标准规范制定、市场拓展等焦点问题，北斗系统需要有效应对挑战，通过推进国际化，切实维护自身发展权益，拓展发展空间，避免系统建设和发展受制约、被边缘化。

三、结束语

建设“一带一路”是中国当前的重要任务，中国与沿线国家将合作实施多项重大工程建设项目，均对遥感卫星、通信卫星、导航卫星提出应用需求。这对中国空间资源服务能力提出更高的期待，也指明了发展方向。以中国在轨和规划建设中的通信卫星、导航卫星及遥感卫星资源为主，适当补充完善天基资源和地面信息共享网络，形成“感、传、知、用”四位一体的空间信息服务系统，将能够为“一带一路”沿线国家及区域提供更强大的空间信息服务能力，架设空间信息走廊，推进信息互联互通。同时，也能使中国空间信息产业在走廊区域的市场化、国际化达到新的水平，为走向世界奠定坚实基础。

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