我国陆地观测卫星数据服务发展

文 ∣ 陈卫荣 张文慧 原征 苏文博 中国资源卫星应用中心

一、引言

中国资源卫星应用中心（以下简称资源卫星中心）作为我国陆地观测卫星数据中心，承担着建设全国陆地观测卫星数据地面处理系统的任务，负责我国陆地观测卫星数据的集中处理、统一存档、分发和服务。中心的数据处理系统建设、卫星综合运行管理和卫星数据分发服务能力已达到国内领先、国际一流的水平。20年来，我国陆地观测卫星数据服务不断发展，在用户数量及数据分发量不断增长的基础上，数据服务模式也不断发展完善，服务国家建设和用户需求；同时，当前的服务模式也存在一定的问题，需要不断探索和改进。

二、我国陆地观测卫星服务发展历程

自1999年10月我国第一颗民用陆地观测卫星中巴地球资源卫星01星（CBERS-01）发射以来，我国开始拥有了自己的陆地观测卫星数据，并向全国用户提供标准产品数据服务。

随着互联网技术的发展和国家数据政策的开放，2006年4月开始，我国陆地观测卫星数据开始面向国内用户进行网络免费分发，数据分发量大幅增加，用户量迅速攀升，大大促进了国产陆地观测卫星数据的应用。同时，国家提出了卫星应用主用户机制，指定当时的国土资源部作为CBERS-02B卫星的主用户，使卫星数据在国土行业得到了深入应用。

2008年9月，环境减灾小卫星A、B卫星发射后，资源卫星中心建成了我国第一套多星集中的地面处理系统，面向卫星主用户减灾委和环保部提供标准数据产品主动推送服务模式，同时面向全国用户免费分发数据产品。

2011年以来，随着高分辨率卫星的密集发射，资源卫星中心不断完善数据分发服务平台功能，加强网络服务能力，增加光纤主动推送服务终端，已经建成了基于光纤专线、电子政务网和国际互联网“三网合一”的准实时数据分发网络体系。同时，基于移动互联网的手机客户端数据服务系统也于2016年正式上线运行。用户获取数据更加快速方便。高分专项卫星投入使用后，为了进一步促进卫星数据在地方的推广使用，建立了地方分中心服务机制，目前投入运行的地方分中心已达30家。

近年来，陆地观测卫星服务开始由纯数据服务逐渐向增值产品、定制化服务发展。

三、我国陆地观测卫星数据分发情况

截至2019年8月初，我国陆地观测卫星数据存档量约21PB，分发服务平台注册用户数量约1.6万，用户单位数量约4500家，专线推送用户40余家，累计数据分发量超4000万景。

我国陆地观测卫星数据分发量突破100万景是在2009年，用了十年时间；突破1000万景是在2015年，用了六年时间；突破2000万景是在2017年，用了两年时间；2018年突破3000万景，2019年突破4000万景。2019年仅7个多月时间，年度分发量就突破1000万景，相当于从2000年到2015年这16年的分发量总和。我国陆地观测卫星数据分发量的急剧攀升，充分体现了我国遥感卫星的飞速发展、遥感应用的不断扩展以及遥感产业的日趋完善。陆地观测卫星数据分发量年度统计见图1。

图1 我国陆地观测卫星数据分发量年度统计图

四、数据服务模式现状

目前，我国陆地观测卫星主要由政府投资并负责运营，商业遥感卫星运营尚处于起步阶段，服务主要是基于用户自主式数据服务，同时兼顾用户的个性化需求。根据目前的服务现状，服务模式主要有以下几类：

（1）主用户服务模式

自2006年以来，为了促进遥感卫星数据资源共享和行业深入应用，我国民用陆地观测卫星建立了主用户应用机制。目前，已有13个部委或机构被指定为卫星主用户，均与资源卫星中心建立了光纤专线直连，卫星每天获取的卫星数据标准产品通过光纤专线准实时推送给相关主用户单位，全面支撑主用户的行业业务应用。在卫星任务编排和数据提供时，卫星主用户的需求优先满足。

主用户服务机制的建立，对我国陆地观测卫星数据的推广和深入应用起到了重要作用。

（2）基于光纤专线的推送服务模式

面向卫星主用户、国家重点行业用户、国防用户以及其他有光纤专线推送需求的用户，根据用户类型和用户需求，将标准数据产品或其他类型产品通过光纤专线直接推送给用户。光纤专线推送是通过接口直接与地面数据处理系统连接，避免了与普通订单用户的资源冲突，数据获取效率更高。

（3）应急服务模式

针对自然灾害或应急事件等应急需求，建立了应急响应及服务机制，主要服务流程如下：

·根据上级要求、相关部门请求以及自主获取灾害信息等，结合灾害具体情况，启动相应级别的应急响应机制，确定目标区域；

·紧急调度卫星资源，安排成像任务；

·准备历史数据，建立应急数据共享通道并告知用户，必要时发布数据共享公告；

·随时公布卫星任务安排情况和数据共享情况；

·第一时间处理和共享获取的新数据，并告知用户；

·定期向上级主管部门发送快报。

应急数据面向公众开放共享，数据共享方式包括：光纤专线推送，FTP共享，移动介质拷贝以及其他网络传输方式等。

（4）基于互联网的自助服务模式

针对全国广大遥感数据用户，建设了陆地观测卫星数据服务平台，用户注册登录后，即可进行数据查询、订购和下载。

（5）基于电子商务网站平台的数据服务模式

通过第三方电子商务网站平台进行的商务活动，例如遥感集市、影像超市、图享受等电子商务平台网站。

（6）定制服务模式

根据用户的个性化需求，提供卫星编程、数据整理与深加工、专业信息提取等增值服务。

五、当前服务模式存在的问题

我国以数据服务为主体的遥感数据服务模式，主要存在以下问题：

（1）数据重复存储重复加工，资源浪费严重

资源卫星中心作为我国陆地观测卫星数据中心，负责永久存储所有的卫星数据。各卫星主用户、重点行业用户以及地方用户，从资源卫星中心源源不断地获取卫星标准产品数据。首先，用户单位需要对这些数据进行存储，就必须购置存储设备，建立存储系统并长期运行，增加了设备购置费用和运行成本，造成资源的极大浪费。其次用户需要对标准产品数据进行深加工处理后才能使用，而这些深加工基本上都是正射纠正、融合、镶嵌等共性处理和共性信息提取，各家重复加工、重复提取，造成人力和财力的重复投入，时间成本也大大增加。

（2）数据应用效率低

目前，我国陆地观测卫星数据价格低廉甚至免费，用户获取数据成本大大降低，很多用户大量获取数据，但是实际业务化应用的数据非常少。调查结果显示，目前很多用户的数据使用效率不足30%。

（3）专业技术门槛高，大众化普及困难

遥感是一项专业性比较强的技术，门槛比较高，对于普通大众用户来说，直接使用标准遥感数据产品比较困难。

（4）用户需求吻合度低，可选服务少

由于没有参与到原始数据的前端定制工作中，大众用户拿到的遥感数据产品与自己实际需求存在着产品上的差异，且缺乏可供大众用户选择的个性化应用服务。

六、未来服务模式建议与设想

陆地观测遥感技术是一项快速发展、覆盖国民经济和社会发展各个领域的重大技术，具有很大的发展潜力。遥感数据具备数据量大、传输速度快和数据复杂性高的特征，符合大数据的3V定义甚至5V定义，因此，遥感数据是一种典型的大数据，可成为遥感大数据。当前，我国陆地观测卫星遥感技术应用与服务面向公众服务才刚刚起步，及时更新、量身定制等服务产品还未完全形成。未来，针对我国陆地观测卫星的服务模式，提出以下几点建议与设想。

一是从国家层面，制定明确的遥感数据政策法规，将遥感应用由政府主导的模式逐渐调整为由政府引导、购买服务和市场主导的模式，解决当前重复、低效、成果转化动力不足等问题。

二是陆地观测卫星数据供应商转变服务模式，由数据服务全面向信息服务转化，为用户提供从卫星数据采集到信息服务的全链路服务，成为陆地观测卫星服务运营商。

三是打造专业的卫星应用综合信息集成服务平台，遥感影像全分辨率发布，提供通用应用服务功能模块和专业服务标准接口，用户无需下载遥感影像，即可基于服务平台提供的全分辨率影像获取所需要的信息。

四是探索遥感与大数据分析、互联网+、人工智能等的跨界融合，催生新服务模式。具体可在以下方面进行尝试：

1）基于海量遥感数据进行大数据分析，开发新的服务产品，如基于地理空间覆盖的覆盖频次统计衍生服务产品，为用户提供更深层次的服务；

2）对用户的区域分布、检索习惯、订购数据区域时间分布等进行大数据统计分析，分析和掌握用户的需求规律，为用户主动推送产品和服务信息；

3）利用遥感的大数据特点，发展人工智能解译技术，提高遥感数据的解译效率，使海量遥感数据得到充分利用；

4）进一步发展基于移动互联的遥感信息服务手段，使遥感技术真正走进千家万户。

五是加强基础数据集产品的开发，为用户提供长序列和多分辨率等级的数据集及相关信息产品，由“订单式服务”向“订单式服务与非订单式服务相结合”的服务模式转变，开展主动服务。

六是加大全球市场开拓力度，参与国际市场竞争。结合国家的“一带一路”倡议，加强对沿线国家的遥感数据获取，通过区域服务中心、合作经营等模式逐步推广我国遥感数据的应用，进而实现我国陆地观测卫星的全球化服务。