湖南省遥感数据应用能力研究

文/胡娟 许兆军

1 遥感技术的发展背景

1.1 机遇与前景

1.1.1 发展遥感技术是国家和地方政府重要举措

遥感技术是上世纪60年代在航空摄影的基础上随着航天技术和电子计算机技术的发展而逐渐形成的综合性感测技术，是当代高新技术的重要组成部分和战略性新兴产业。湖南正处在全面建设“四化两型”社会的关键时期，必须按照科学发展观的要求，加快培育和发展遥感技术这一高新技术。遥感技术进一步发展的技术环境、需求环境和政策环境发生着深刻的变化，面对新机遇、新挑战，全省遥感技术发展应致力于充分挖掘遥感技术应用潜力，全面提升遥感技术服务经济社会建设的保障能力，解决全面提高遥感技术的应用广度和深度中存在的问题，大力促进遥感新兴产业发展。

1.1.2 国内外卫星体系为遥感技术发展奠定了基础

国际上遥感卫星发展迅猛，除了美国、俄罗斯、法国等国家之外，日本、印度、以色列，甚至韩国、泰国等国家都先后发射了不同种类的遥感卫星。中国是世界上具有较强航天能力的国家，航天遥感事业经过30多年的发展已初具规模。截至2014 年，在轨稳定运行的卫星达70 余颗，包括遥感卫星、导航卫星、通信卫星、空间探测卫星和技术试验卫星等多种类型。

1.1.3 国家的改革举措为遥感技术提供了广阔应用前景

党的十九大报告提出“构建国土空间开发保护制度”“统一行使所有国土空间用途管制和生态保护修复职责”“严格保护耕地”“提升防灾减灾救灾能力”“深化农村土地制度改革”等要求，这些改革措施的实施，无论是农村集体土地的确权，还是自然资源产权管制，或者是地质灾害防治，都需要通过遥感技术来获取准确的空间信息和高精度的空间基准。这为遥感产业提供了前所未有的发展前景，也赋予了我们在新的历史时期所承担的重大责任和历史使命。

1.2 应用现状

1.2.1 国土资源管理领域的遥感应用

2000年以来，基于土地资源管理对基础数据的需求，国土资源部门每年基于卫星遥感数据开展土地利用变化遥感监测，并以遥感监测成果为基础，进行一年一度的土地年度变更调查和土地卫片执法监督检查，实现了全省土地监测“一张图”的全覆盖。其后，国土资源部门开展了一系列的基于遥感技术的土地资源专项调查工程，包括第二次土地调查、耕地后备资源调查、永久基本农田划定、农村集体土地确权登记发证等。

针对湖南严重的地质灾害，2004年以来，我省基于气象卫星信息和多普勒雷达信息，在汛期开展地质灾害卫星遥感预警预报工作，向相关部门和公众实时发布预警预报信息，最大限度地减小了因地质灾害所造成的人员伤亡和财产损失，产生了显著的社会效益；为加强矿业管理，从2006年开始，我省启动一年一度的矿产资源开发状况遥感监测，为矿政管理部门制定矿产资源规划、整顿矿产资源开发秩序、治理矿山地质环境等提供技术支持和决策依据。另外，2008年基于多源对地观测卫星信息，我省遥感单位负责国土资源部组织实施的汶川地震次生地质灾害遥感应急调查，为国务院部署抢灾救灾提供了重要的基础数据；2010年基于卫星遥感开展全省矿产资源潜力评估也取得了丰富成果，在指导、部署矿产资源勘查中发挥了重要作用。

1.2.2 测绘地理信息领域的遥感应用

2005年，开展基于高分卫星（IKONOS）更新1:1万地形图地理要素的研究，并在衡阳地区进行示范，取得了良好的应用效果，开拓了我省卫星遥感技术成功应用于地形图更新的先河。2013年以来，基于高分航天航空遥感影像开展第一次地理国情普查，全面查明了我省自然和人文地理要素的现状和空间分布情况，对制定和实施我省发展战略与规划、优化国土空间开发格局和各类资源配置提供了重要依据。与此同时，实施洞庭湖生态经济区与湘江流域重金属污染地理国情监测，基本查明了洞庭湖区的湖泊萎缩、洲滩扩张、钉螺孳生环境、潜在污染源、湖面与湖容变化以及湘江流域土壤中以镉为主的重金属污染变化等情况，其成果被国土、水利、林业、环保、血防等部门充分应用，取得了良好社会效果。

1.2.3 其它资源环境管理领域的遥感应用

水利部门于1996年率先开展洞庭湖区洪涝灾害遥感监测，在其后的1998年、1999年及2002年等年份的洪涝灾害防治中多次使用遥感技术监测灾情，为防汛指挥调度提供了重要的实时灾情资料。2010年，水利部门又基于遥感技术开展我省第一次水利普查，全面查明了我省江河湖泊、水利工程、河湖开发治理保护、水土保持、水利机构等情况。

林业部门开展的遥感技术应用工作相对较多。自2007年开展森林资源清查第一次遥感复查以来，以后每年一次；1995年-2003年和2008年-2013年，利用遥感技术先后开展了两次湿地资源调查，第二次调查成果已于2015年初发布；2008年启动的以遥感影像为底图的集体林权勘界，于2011年完成，基本完成了我省产权明晰、承包到户的集体林地确权勘界和发证工作。另外，林业部门组织开展的生态保护区调查、石漠化调查等都是利用卫星遥感影像作为调查底图而进行的。

环保部门的遥感技术应用起步于2006年我省与意大利国土环保部合作的湘江流域油溢品遥感监测预警项目，2010年实施了“湖南省生态环境十年（2000-2010）变化地表覆盖评估”，目前正在开展水环境监测、雾霾监测以及湘江长株潭段的排污口监测等技术方法研究。

遥感技术应用于农业部门的工作主要是水稻种植状况遥感监测。另外，结合我省特点，正在开展油茶种植监测与估产、油菜遥感估产等研究。

除上述资源环境管理部门外，交通部门利用遥感技术进行高速公路与高铁重大工程选线；城建部门将城市绿化状况遥感调查成果作为申报园林城市的必备依据；规划部门在城市规划设计及其实施情况中也逐渐的引入了遥感技术手段……如此种种，极大地拓展了遥感技术的应用领域。

2 需求与差距

2.1 国土资源管理的需求

在地政管理方面，连续开展了19年的土地利用动态遥感监测与土地年度变更调查、2004年启动的基于气象卫星的地质灾害预警预报、2006年开始启动的矿山开发状况遥感监测、2010年开始的土地矿产卫片执法监督检查等仍将一如既往地进行；根据国务院颁布的《土地调查条例》，我国每10年进行一次全国土地调查，“十三五”期间即将开展的第三次土地调查将沿袭二次调查时以遥感影像为调查底图的方法，要求的空间分辨率在1m以上；土地利用总体规划与矿产资源总体规划等国土规划执行情况、建设用地闲置状况、新增耕地的耕作状况等遥感监测，将是提高国土资源管理水平的有效手段；地质灾害遥感应急反应体系建设与基于InSAR技术的地表形变监测，将逐步成为地质灾害防治的常态化技术；特别是，在湖南省第一次地理国情普查结束之后，基于遥感技术全面开展地理国情监测、地形图的地理要素更新、“数字湖南”与“智慧城市”建设，将成为测绘地理信息工作的主要任务。

2.2 相关行业管理的需求

在环保领域，基于遥感技术的大气环境监测、水环境监测、固体废弃物监测、自然生态环境监测、重大开发项目和重大工程监测、重大环境灾害事件应急等均是方兴未艾的工作；遥感技术获取的可见光、红外及微波信息，可对化工企业及排放重金属的冶金企业环境污染（水、粉尘、大气废渣污染）进行实时动态监测；机动车尾气排放遥感检测是近年来新兴的地面遥感产业，在检测中无须拦挡车辆，可基于遥感原理在1秒钟内检测出汽车尾气中一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物、氮氧化物以及烟度等污染指标，将在“十三五”期间得到广泛应用。

遥感技术应用于城市规划方面，主要是查明城市空间布局信息、建成区范围、城市内部用地结构、城市建筑密度与建筑容积率等情况，并对城市扩张情况进行监测，对城乡规划实施情况进行检查。2014年2月，住房城乡建设部印发了《住房城乡建设部利用遥感监测辅助城乡规划督察工作管理办法（试行）》，标志着城乡规划遥感督察工作进入新的阶段。目前我省这项工作刚刚起步，但应用前景极其广泛。

遥感技术能够快速准确地收集农业资源和农业生产的信息，实现信息的定时、定量、定位，客观性强。因此，在农业发展的新常态下，运用遥感技术开展农业资源调查、灾情监测与预报、农业环境保护以及农作物估产等方面的应用将促使农业决策科学化提高到一个新的水平，同时也将为农业生产提供高质量的服务。我省是一个农业大省，实现农业强省是省委省政府的既定决策，将遥感技术应用于农业资源调查监测，必将促进农业强省湖南梦的实现。

林业部门一年一度开展的森林资源连续清查，为遥感技术应用提供了稳定的市场。随着航天遥感分辨率的不断提高，其应用范围已不再局限于森林资源调查，它还广泛地应用到森林经营管理，如森林虫害和病害调查、森林采伐监测与执法检查、森林火灾调查与评估、野生动物栖息环境调查等等。

遥感技术在水资源管理具有广阔的用途。通过遥感手段，可快速获得河流、水库、湖泊等地表水信息和水体中泥沙、有机质、化学污染等水环境信息，以及氮、磷等植物营养含量的水体富营养化情况，并对水面悬浮固体、油溢物进行调查，监测水利工程实施情况和水工设施分布情况。特别是，在洪涝灾害监测、旱情监测及其灾后评估中具有常规手段不可迭代的作用。

随着经济建设步伐的加快，违法用地、违法采矿、违法砍伐森林、违法建筑以及违法排泄污染物等行为时有出现，高分历史遥感影像为法庭对违法时间、违法规模与违法程度的取证提供了重要的证据。历史遥感影像在司法取证的应用前景将被充分挖掘。

2.3 存在的主要问题

遥感技术的应用前景宽阔，但要适应这种需求仍存在不少差距。一是遥感数据获取能力难以满足经济社会发展需求，还不具备多平台、多时相、多传感器、高分辨率、高光谱和快速机动的数据获取能力，高分辨率遥感卫星数据依赖进口。二是数据处理自主软件产业化程度不高，生产效率低、成本高，造成遥感信息数据库建设与更新相对滞后。三是核心管理软件和网络服务软件依赖国外产品，缺乏网络环境下对三维、多时态、海量遥感数据的分布式管理能力，遥感信息保障服务能力有待进一步提高。四是遥感技术向水利、林业、环保等其他专业领域的渗透不够，制约了遥感技术保障服务领域的拓展。五是科技人才建设需进一步加强，特别是要加快遥感技术领军人才培养和创新型团队建设。

3 遥感技术发展思路

3.1 发展理念

3.1.1 政府引导，需求牵引

政府既是遥感应用市场的监管者，也是遥感技术的最大需求者。坚持总体规划、分步实施，强化应用、效用优先的原则。政府部门主动引导遥感技术在科学管理和科学决策上的发展方向，谋划应用需求。

3.1.2 拓展应用，整体推进

按资源集约型和环境友好型的要求，各行业管理部门坚持点面结合、广泛应用，挖掘潜力、革新思路的原则。继续保持遥感技术应用程度较高、技术力量较强的行业优势，扶持已开展一定程度遥感应用的行业迈上新的台阶，挖掘具有较好的应用前景但尚未利用遥感技术的行业的应用潜力，有序拓展我省遥感技术应用的深度和广度。

3.1.3 产研结合，深化共享

走产学研发展道路，结合湖南多云雾天气特点而导致的难以保障遥感信息源等技术瓶颈，加强关键技术研究，加快技术创新步伐和成果转化。彰显大专院校和科研机构的技术优势，发挥老牌遥感队伍的技术经验和丰富的存档数据，实现技术共享、设备共享和资料共享。

3.1.4 整合队伍，培育企业

从遥感技术事业发展的全局着眼，强化测绘地理信息各研究专题的衔接，合理整合遥感技术队伍与资源配置，注重形成合力，推进各部门同步融合发展。以提高遥感技术与应用服务水平为重点，通过政策扶持，大力培育遥感新生力量，壮大我省遥感企业规模和产业发展。

3.1.5 体现特色，突出重点

瞄准我省经济社会发展中对遥感技术的应用需求和国家重点关注的技术领域，结合长株潭城市群国家“两型”社会建设综合配套改革试验区和国家自主创新示范区、洞庭湖生态经济区等我省重点区域，大力发展国产高分卫星服务和北斗导航定位服务，推进重大工程实施，体现湖南特色。

3.2 发展目标

（1）遥感技术成为测绘地理信息领域的最主要手段之一，在地形图修测更新、地理国情监测、应急测绘、智慧城市建设等方面得到全面应用，卫星测绘应用体系基本形成。

（2）卫星数据获取、存储与处理能力得到明显加强，航天、航空、低空、地面遥感系统得到有效发展，初步形成全天候、全天时、全省域数据获取能力。

（3）遥感应用领域全面拓展，资源开发、环境保护、生态建设、灾害防治、公共服务等领域广泛应用遥感技术手段。

（4）困扰我省遥感发展的主要技术瓶颈得到初步解决，面向多领域应用的业务运行系统和遥感信息服务平台基本搭建，湖南遥感应用水平进入全国前列。

（5）遥感队伍得到大规模壮大，专业技术领军人才迅速增加，培育在全国有较大影响的遥感应用服务企业，具备为经济社会发展提供多层次、全方位的遥感服务能力。

（6）遥感标准化体系基本完善，人才、设备、资料等资源共享体制初步构建，遥感行业协会（学会）正常运转，遥感市场准入制度步入正轨，遥感产业初具规模。

4 重大科技任务建议

根据我省经济社会和遥感技术产业发展的实际需要，设立一批重大遥感技术应用科技任务，着力解决技术瓶颈，为正在和将要实施的重大遥感工程提供技术支撑和技术储备，带动遥感技术整体发展。

（1）遥感数据资料统筹、管理、分发与共享机制研究；

（2）遥感数据智能化处理方法与遥感影像数据库建设方案研究；

（3）基于遥感影像的基础地理信息快速更新关键技术研究；

（4）地理国情监测关键技术研究与应用示范；

（5）突发灾害与突发事件应急测绘遥感反映体系研究；

（6）遥感信息司法取证响应技术研究与示范；

（7）干涉雷达与合成孔径雷达数据的影像处理技术研究；

（8）中低空遥感国土资源管理应用研究。

参考文献

[1]郑玮琦.区域性高分数据与应用中心建设探讨[J].电子技术与软件工程,2017(09):179-180.

[2]厉贤葵.湖南国土资源遥感的发展与趋势[J].国土资源导刊,2013(09):51-53.