高分专项在江西省的应用与实践初探

文｜周朝阳 冯霞

江西省国防科技信息和卫星应用中心

一、前言

随着以高分辨率对地观测系统重大专项（以下简称“高分专项”）为代表的我国空间基础设施的逐步建设完善，国内高分辨率对地观测技术实现了一个“从有到好”的巨大跨越。不仅是分辨率上的提升，影像质量和获取能力、处理能力、综合应用都发生了质的变化，整个行业的基础技术都得到了突破性的发展，有力支撑了防灾减灾、国家安全、国土资源、农业资源、水资源、林业资源、海洋资源等监测与开发利用、水环境、大气环境和生态环境监测、宜居环境监测与营造、城市精细化管理与城乡一体化建设、地球系统科学研究、气象监测、地理测绘等重点领域的应用需求。

为推动江西省卫星应用产业发展，2015 年3 月，江西省人民政府向国家国防科工局申请设立高分辨率对地观测系统江西数据与应用中心（以下简称“高分江西中心”）。高分江西中心于2016 年2 月25日在南昌正式揭牌，依托江西省国防科技信息和卫星应用中心建设，直属于江西省工业和信息化厅（江西省国防科技工业办公室）管理。得益于高分江西中心的建设和运营推广，省内高分卫星数据应用步入快车道，在多行业产生了一大批典型示范应用成果，并在自然灾害应急监测等重大事件应对中发挥了重要作用。

二、应用现状

截至2023 年2 月，高分江西中心累计获取江西省境内高分一号至高分七号卫星数据6 万余景，数据量超过60TB，建成“江西省高分数据共享服务平台”，实现数据的在线查询、需求定制、数据下载，累计已向省内外50 余家单位分发卫星数据和成果数据2 万余景，并大力推进高分卫星数据的行业和区域的业务化应用。

1.发布管理办法

为做好政策保障，2016 年9 月，由主管部门江西省国防科技工业办公室印发了《江西省高分辨率对地观测系统重大专项卫星遥感数据管理暂行办法》，该办法明确了高分数据的内涵、管理原则，规范了高分数据的分级分类、申请和分发、推广应用和成果管理、国际合作与服务、保密管理等，为规范数据管理，促进数据应用奠定了政策基础。

2.成立应用联盟

2017 年，为了进一步畅通应用渠道，搭建技术服务体系，由高分江西中心牵头，联合南昌大学、东华理工大学、江西理工大学、江西省林业有害生物防治检疫局、江西省减灾备灾中心、江西省防汛信息中心、江西省水利科学院、江西省地质环境监测总站等省内16 家遥感应用重点高校和骨干企事业单位，组建“高分辨率对地观测系统江西数据应用产业技术创新战略联盟”（以下简称“高分产业联盟”），旨在搭建良好交流平台，进行卫星数据处理的协同研发与应用，在多源数据需求供给、建立灾害应急工作机制、示范工程建设等方面加强合作，致力于江西高分应用产业及空间信息产业的全面发展。

3.建设重大项目

自2017 年至2022 年，高分江西中心牵头省内外高分卫星数据应用相关重点企事业单位向国防科工局成功申报了第一批、第二批、第三批高分重大专项省域产业化应用项目，合计批复经费8032万元，其中国拨补助资金合计1356 万元。经过前期建设，江西省区域（长江经济带）生态环境综合监管产业化应用项目、江西省赣江流域水环境监测平台产业化应用项目皆已顺利通过验收。项目基于高分卫星数据，在生态环境监管、水环境监测等领域建成8套业务化应用系统平台和大量专题信息产品，在省内农业、林业、生态环保、水利、防灾减灾等领域进行了成果推广，提升了行业应用信息化水平。在赣州、吉安、九江等十一个地市建成覆盖市、县、乡镇级别的应用成果，推动区域示范应用。项目建设过程中，共签订相关技术和数据服务合同四十余份，合同金额四千余万元。

4.建立产品体系

目前，高分卫星数据已在省内自然资源、工业、农业、林业、水利、生态环保、审计、地质、智慧城市等11 个行业进行了应用推广，开展了26 个子类的应用示范工程建设，已初步建成“江西高分应用产品体系”，形成了完整的产品清单及服务清单（图1）。

图1 江西高分应用产品体系图

在自然资源领域，高分卫星数据被广泛应用于地理国情普查、卫片综合执法等，开展了赣江新区土地利用现状调查和城市规划应用。在农业领域，省内基于高分数据开展了耕地、基本农田、高标准农田等农业资源监测；抚州市农业局开展了水稻种植面积、长势、灾害、产量和收割进度监测，为政务决策提供数据支撑（图2）。在林业方面，基于高分数据能够构建森林资源与生态环境监测、分析与评价的指标体系并开展应用示范，全面提升森林资源监测、预警水平，大大提高了林业执法部门发现乱砍乱伐违法行为的时间效率；江西省林业有害生物防治检疫中心基于高分卫星数据在省内广泛开展松材线虫灾害监测，并已进入业务化应用（图3）；省内部分地市开始了基于高分卫星数据开展林权交易真实性检验、林业保险服务等试点应用，助力森林金融高质量发展。

图2 抚州市水稻收割进度监测

图3 林业病虫害监测

在工业领域，能够充分发挥高分遥感监测多视角、高精度、直观、可视性好等优势，从项目规划到竣工运营进行全过程、大范围、长序列持续监测监控，结合工业项目多源多类型数据，对江西全省工业项目的产业类型与规模开展多维度分析。对于创新工业项目调度推进体系，提升重大工业投资项目综合管理水平具有重要意义，该工作被列入2021年度江西省深改委工作计划，为工业主管部门业务开展提供了客观、便捷的技术手段。在生态环保领域，基于高分数据开展了南矶山湿地国家级自然保护区、鄱阳湖、艾溪湖湿地公园等区域的土地利用分类监测、生态环境变化监测等，动态分析土地利用变化、水土流失等情况，提升保护区治理及保护水平。省内湿地主管部门联合江西师范大学建成全省湿地智慧监管平台和鄱阳生态环境监测预警平台，江西理工大学牵头建成赣江流域水环境监测平台，提供水质监测技术服务等。

在水利方面，江西省水利信息中心、江西省水投江河信息技术有限公司利用高分数据，开展了江西省水利“高分一张图”的建设及更新工作，为“智慧水利”的建设提供了数据支撑。在地质应用方面，江西省地质环境监测总站利用高分数据进行环鄱阳湖区地质水环境现状调查；江西省地质调查勘查院利用高分数据开展了省域地质灾害风险普查；江西省飞尚科技有限公司利用高分数据开展了铜鼓县的地质灾害监测工作，取得了良好的应用成效。

高分卫星数据为审计工作提供了真实客观的信息来源，省内审计主管部门基于历史影像开展了扶贫项目建设审计，新余市、鹰潭市等地区领导干部自然资源离任审计。2020 年年初，新冠肺炎疫情爆发，为做好疫情后产业复工情况调查，高分江西中心基于热红外数据及高分卫星数据开展了南昌市复工复产情况监测（图4），并将相关成果上报给主管部门。此外，省内还利用高分数据开展了违法锻造地条钢遥感监测、海昏侯遗址公园监测与专题图制作等。南昌市高新区建成“智慧城管平台”和“智慧环保平台”，接入高分数据开展信息分析。

图4 复工复产监测

三、典型应用

江西是全国遭受自然灾害较为严重的省份之一，灾害种类多、发生频率高、造成损失大、抗灾能力较弱是其主要特征[4]。高分专项因其高时间分辨率、高空间分辨率、高光谱分辨率等优势，能够为灾害监测和救援提供“天眼”支撑，服务江西省重大自然灾害、国家权益维护、重大环境事件以及各类突发公共事件等应急决策。高分江西中心联合省内外优势单位，基于高分应急数据开展了2016年滨田水库决堤、2019 年吉安地区城市内涝灾害监测。在2020 年鄱阳湖区重大洪涝灾害期间，高分江西中心紧急申请国防科工局重大专项工程中心启动应急拍摄程序，12 小时内获取到应急数据（图5），并将数据迅速分发至防汛一线单位，同时开展了灾情分析，对外持续发布五次监测报告，相关成果被国内主要媒体转载报道，引起了社会广泛关注。“高分卫星为长江淮河流域2020 年特大暴雨洪涝灾害抢险救灾提供重要支撑”成功入选2020 年度中国遥感领域十大事件。

图5 昌洲乡淹没区监测

2022 年6 月赣东北地区乐安河流域爆发洪涝灾害，6 月20 日，江西省防汛应急响应级别由Ⅲ级提升至Ⅱ级。21 日16 时，全省河道共22 个河道站超警戒。上饶市乐安河流域以及信江上游出现超历史洪水，部分堤防出险，共出现11 处13.6km 的堤防险情，防汛抗灾形势十分严峻。高分江西中心再次申请启动对重点受灾区域高分卫星应急观测，国防科工局重大专项工程中心迅速响应，高分江西中心在获取应急数据后第一时间将数据分发至十余家防汛相关单位。联合江西省减灾备灾中心等单位开展了数据分析，将分析成果提交至江西省防汛抗旱指挥部，为灾情研判、灾害救援等工作提供了数据支撑（图6）。7 月4 日，省长叶建春对该工作作出批示：“要继续加强协同，不断提高灾害监测预警水平，更好保障人民群众生命财产安全，创造江西经验”。

2022 年下半年，江西省遭遇几十年不遇的“主汛期返旱”，10 月中旬，为宏观、快速、客观地掌握全省实际干旱状况以及不同区域的干旱程度，为相关主管部门提供及时、准确的信息资料，高分江西中心联合相关单位开展了卫星遥感江西省干旱灾害应急监测。基于条件温度植被指数（VTCI）值及其变化值对全省4—10 月份的干旱程度、旱情发展等进行了态势分析，将分析报告第一时间递交至相关主管部门，为后续旱情救援提供了重要技术参考。该报告获得多位省领导的直接批示，创造了良好的江西经验（图7）。

图7 2020 年8 月与2022 年8 月鄱阳湖区水域范围对比图

四、总结与展望

高分专项在赣深入应用推广7 年以来，省内高分卫星数据对国外同级别卫星数据综合替代率达80%以上，每年节约数据采购费一千余万元。专项在赣应用推广对于促进政府综合治理体系和治理能力现代化建设具有重要支撑作用，极大地提升了行业信息化、数字化应用水平和江西省灾害预警监测、重大事件应对能力，创造了巨大的经济和社会效益，推动了江西省卫星应用产业和空间信息产业的发展。展望未来，“十四五”期间，依托高分产业联盟，密切保持与省内外重点遥感企事业单位的联系，加快全省政务数据整合，创新省内高分卫星应用新模式。继续完善产品应用体系，拓展专项推广边界，整合资源，推动高分在省内的知识普及和深度应用，打破高分遥感数据壁垒，促进高分应用与社会信息化深度融合发展。重点开展以下几方面工作。

1.进一步做好数据资源共享

依托高分产业联盟，充分发挥高分江西中心公益职能，加强与省内有关政府部门、企事业单位、行业协会、从业人员、社会公众的联系，及时更新发布高分专项数据和应用产品目录，优化数据共享机制，进一步提升高分卫星数据使用率。

2.进一步强化技术协同研发

在数据分析、行业示范应用、可视化实现、深度信息挖掘等方面充分发挥高分专项的科技创新引领作用，加强高分技术省域合作，与省内外技术领先、经验丰富的遥感企事业单位建立技术保障体系，提升行业应用水平。

3.进一步提升灾情监测保障能力

打通应急数据获取、分发渠道，与国防科工局重大专项工程中心、中国资源卫星应用中心等建立应急数据获取协同工作程序，强化高分中心与省内应急、水利、气象、自然资源等部门灾情信息协同共享，共同建立应急救灾工作机制，畅通信息互通渠道，实现多源数据的综合分析研判，提升灾情监测的数据和技术保障能力。