國之實力的遙感技術

2021-01-08 電子工程專輯


經過三十多年來的發展,衛星遙感技術的範疇從當初的單一遙感技術發展到今天包括遙感(RS)、地理信息系統(GIS),全球定位系統(GPS)等技術在內的空間信息技術,逐漸深入到國民經濟、社會生活與國家安全的各個方面,其發展與應用水平業已成為綜合國力評價的重要標誌之一。


隨著國家和地區空間信息基礎設施的建立和完善,分布式資料庫的發展與成熟,以及高性能計算、聯網處理能力的提高,美國和西方七國集團已把空間信息技術列為從工業化向信息化過渡,實現全球信息社會(Global Information Society,GIS)的一個重要高新技術應用產業。


我國經過「八五」,「九五」的攻關研究,RS、GIS和GPS的綜合配套發展能力開始形成,為3S走向實用奠定了基礎。在應用方面, 3S技術已在國家的經濟建設中,尤其在重大自然災害監測與評估和資源調查等方面, 提供了大量科學的宏觀輔助決策信息,產生了巨大的社會效益。


在技術應用逐步由國家行為向產業行業的轉化過程中,有力地推動了國土、農業、林業等部門對這些新技術的認同和採用,成為主管部門執法或制定產業政策、規範及行業技術改造的重要依據之一。


自70年代以來,我國高度重視遙感技術發展與應用, 在遙感技術系統,遙感應用系統、GIS等方面均取得突出進展。


建立了國家級資源環境宏觀信息服務體系


該服務體系包括以中國1:25萬土地利用數據為核心的國家資源環境空間資料庫,二個部級服務系統,三個省級示範系統及五個縣級服務系統,珠江三角洲地區「4D」(數字高程模型DEM,數字正射影像庫 DOQ,數字專題地圖庫DRG和數字專題信息DTI)技術系統以及全國資源環境信息技術系統。


以1:10萬土地利用數據為核心的國家資源環境資料庫包括30多種主要資源環境要素,且具有統計的數據標準、參數、數據格式與數據精度。兩個部級服務系統是面向農業部和國家林業局開發的。其中農業部以上述本底資料庫為基礎,針對華北地區有關缺少耕地的農情進行分析,直接支持了農業部的決策工作。國家林業局的系統在本底資料庫基礎上,直接支持了國家生態環境的建設工作。 


該服務體系自建立起來就得到了廣泛的應用。據不完全統計,國家資源環境資料庫用戶數現已達到 200餘個,用戶涉及包括國家計委、農業部,水利部。國家環保總局、國家林業局、國家統計局、國家航天局以及總參等多個政府部門。推廣應用的省份包括江西、安徽、福建、湖北。湖南、江西、貴州,山東,內蒙、新疆等。特別是水利部在資料庫的基礎上,在九個月的時間內,完成了全國1:10萬比例尺的土壤侵蝕遙感調查工作,成果得到了水利部領導的一致好評。國家環保總局擬在資料庫的基礎上,建設國家生態環境監測系統。此外,資料庫直接支持了對1998年特大洪澇災害的監測工作。國家有關部門已要求全面移植本底資料庫的主要數據類型,作為國家領導人的決策參考數據。

  

建立了災害遙感監測評估業務運行系統

  

該系統由三部分組成:災害宏觀動態監測系統、機載SAR數據實時傳輸系統、洪澇災害測評估系統。

  

洪澇、乾旱。林火和雪災的宏觀動態監測與評估系統,已具備針對中國範圍內發生的洪澇、乾旱、林火和雪災等多種自然災害的宏觀動態監測和成災區的區域覆蓋評估的能力;系統通過網絡通信同其它子系統實現產品傳送和數據共享,並以VSAT和INTERNET網絡通信方式向應用部門提供防災減災信息服務。

  

機載SAR數據實時傳輸系統,實現了3米SAR圖像的實時網絡遠程傳輸、地面接收和處理;它可以針對3米SAR圖像進行7種功能的實時處理。迄今為止,該業務運行系統已經在對中國發生的洪澇、乾旱、林火和雪災等各種重大自然災害的監測評估中發揮了重要作用,及時並準確地向國務院辦公廳及國家防汛抗旱總指揮部提供了有關災害發生情況的大量數據。對突發性水災,實現 2天之內提供受淹範圍及各類受淹土地面積等信息,一周之內提供包括受災人口,受淹房屋等信息的詳細評估報告。全國旱情監測實現每 10天上報一次旱情數據。在1998年長江特大洪水期間,中國主要遙感單位利用6顆衛星和3套航空遙感系統,對災區進行5-7次覆蓋,取得100多幅災情圖像,為災情監測評估和災後重建提供了科學數據。

  

該系統已經被納入國家防汛指揮系統。

  

國產GIS軟體產品的開發與應用

  

從引進,消化、吸收起步,根據「引入競爭機制,堅持流動發展,加強科技攻關,落實產業發展」的方針,我國通過科研攻關項目支持和軟體測評,鼓勵開發了一批具有自主版權的GIS軟體,某些軟體在技術水平上接近國際先進水平,帶動了一批新興高新技術企業,實現了科技成果產業化,促進了我國GIS在各行各業的應用,並獲得了一定的經濟效益和形成初步的產業規模。 


在行業應用領域不斷發展的同時,國產軟體也在許多國家重要的政治。科技活動中凸現自己,並產生了重要的社會效益。例如,利用國產軟體製作的香港、澳門兩座城市的電子地圖、在解放軍進駐兩地的過程中發揮了重要作用,受到軍方的一致好評;《神舟》號發射過程中,國產軟體成為航天飛行的一個固定控制軟體被成功地用於飛行器態勢的控制; 

 

「九五」期間,在科技部的大力推動下,國外軟體壟斷的局面已經不復存在,中國的地理信息系統軟體產業已經初步形成;「十五」期間,中國的地理信息系統軟體產業必將迎來又一個高速發展的階段。

  

國家空間數據基礎設施建設

  

開展地理信息系統應用的必要條件是建設國家空間數據基礎設施。中國有關部門已建立了10個基礎地理信息數位化生產基地,開展了信息共享與標準化研究,實現了地理信息產品的規模化生產。目前已建成中國1:400萬、1:100萬、1:25萬基礎地理數據集。七大江河流域重點防範區1:1萬和1:5萬基礎地理數據集。在科技部的支持下,以推動空間信息技術及其產業發展為目標的國家級空間信息共享和服務平臺」中國空間信息網」於1999年開始建設,現已具雛形。

  

發展遙感前沿技術及應用系統

  

針對目前高光譜遙感、雷達遙感,大數據量遙感圖像並行處理,多種數據融合和快速更新等遙感的前沿技術,緊密結合遙感的具體應用,發展了高光譜農作物精細分類模型,形成了水稻信息提取和分類的雷達遙感成套技術,研製了微機大數據量遙感圖像並行處理技術及系統,發展了遙感與地理系統融合處理技術以及地理空間數據的快速生成和更新技術。形成了一套獨具特色的技術系統,並在國際合作中得到了應用和檢驗。

  

建立了海洋環境立體監測體系

  

作為一個海洋大國,我國天然海域達485萬平方公裡,海岸線長達 18000公裡。海洋及海岸帶擁有豐富的資源,有12個省(市、自治區)處於沿海地帶,全國50%的大城市,40%的中小城市也在這個地帶,國民經濟總值的60%來自沿海地區。因此,建立海洋環境立體監測體系是我國一項戰略目標。在「九五」國家高技術發展計劃(863計劃)支持下建立的海洋環境立體監測體系主要包括:近海環境自動監測技術、高頻地波雷達海洋環境監測技術。海洋環境遙感監測應用技術、系統集成技術以及示範試驗等。

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