卫星遥感技术作为一种可快速、大范围获取地表信息及其变化特征的空间技术,已被广泛应用到国计民生的众多领域,为政府解决城镇交通一体化、生态环境等难题提供了决策支持。目前,河北省正处于京津冀协同发展的重大机遇期,与以往相比,在城镇发展、生态环境、区域经济等重点领域,对卫星遥感数据产品有着更为迫切的需求。因此,当地卫星遥感的产业水平和应用能力将对河北省的发展前景产生重要影响。通过对该省的应用基础和产业现状进行分析,可以厘清河北省卫星遥感技术应用中存在的问题,找到推动产业建设、提升应用能力、改善产品质量的对策和方法,最终使卫星遥感技术在河北省得到更好的应用,为该省各方面的发展发挥作用。
1 河北省卫星遥感应用现状
1.1 遥感技术在各行业领域得到广泛应用
河北省开始进行遥感技术的科学实验的时间较早。随着遥感应用开始从科研向业务转变,卫星遥感在河北省的农业、林业、矿产、水资源、土地、海洋、测绘、灾害、气象和环保等众多领域都开展了相关应用,取得了一系列重要成果。
如在路网数据采集方面,河北省以高分影像为基础地图,进行了1:10000比例尺交通路网更新工作,完成了河北境内90%路网数据的更新。在风景名胜区监测管理方面,由国产高分一号影像2米全色和8米多光谱影像作为最新时相数据,与法国SPOT-5高分卫星影像及我国资源三号卫星影像进行前后对比,分析提取风景区变化区域,完成了住建部全国风景名胜区监测图斑提取工作,为风景名胜区执法监测管理提供准确的数据依据。在农作物监测方面,河北省开展了小麦玉米产中农情农资应急联合调度信息服务关键技术研究与应用,在藁城、曲周、晋州3个区域进行了示范应用,取得了较好效果。此外,河北省还利用卫星遥感影像数据,完成了国家南水北调工程(河北段)的遥感调查项目、基于河北省8个城市的航空遥感综合调查、沙尘暴动态监测项目等,为河北省政府治理工作提供了极大助力。有效遏止了乱批乱占耕地的现象,对退耕还林还草的重大决策做出了支持,使河北省沙尘暴的发生呈现出逐年递减的趋势。
1.2 大力开展遥感应用产业链建设
一般认为,卫星遥感产业包括遥感卫星制造与发射服务、遥感数据接收、遥感数据处理分发和遥感信息增值服务4个主要环节。在遥感卫星制造与发射服务方面,河北还没有面向本地区的商业卫星研发制造,主要数据源为国家研制的自主遥感卫星和国外商业遥感卫星。在自主遥感卫星方面,我国已建有气象、海洋、陆地资源、环境减灾星系列和商业小卫星等在轨卫星20余颗。高分辨率对地观测系统已有4颗卫星发射并交付使用,我国空间对地观测迈入了亚米级高分辨率遥感时代。外国商业遥感卫星方面,河北省主要采用SPOT-5、IKONOS等卫星及MODIS遥感数据。
除此以外,河北在数据接收、分发处理和增值服务方面进行了大力建设,通过提升产业环境,改善产品质量,为河北省政府和行业部门在决策、管理和公共服务等领域提供可行保障。
一是在数据接收方面,依托国家高分辨率对地观测系统重大专项的实施,依托中电54所建立了省级高分数据与应用中心,依托河北科技大学建立了高分研究中心。
二是在分发处理方面,河北省建设了针对高分系列、天绘系列、中巴资源02B、资源三号、环境一号等国产卫星和SPOT-5、IKONOS 等外国商业遥感卫星数据的加工处理生产线,提供全色多光谱数据、雷达数据、高光谱数据快速加工处理,实现了对获取图像的产品化、标准化处理。
三是在增值服务方面,研制了面向社会公众的遥感电子图集,包括16m的唐山、邢台、石家庄、张家口,4个市的电子地图,还包括涉县、邯郸、张家口、石家庄、秦皇岛、唐山等6个市辖区的2m和8m融合后的电子地图,以“互联网+”的方式进行了市场开拓。
1.3 基本形成遥感应用的组织体系
遥感产业想要发展,其科研成果需要以市场为导向,与经济、社会的发展需求息息相关,并能将成果转化为可操作的具体产品,在各行业中进行推广应用。目前,河北省已基本建立了政府引导、高校支撑、企业生产、行业应用的组织体系。
在政府机构方面,河北省国防科工局是遥感产业的主要管理部门,此外还成立了受国家航天局和河北省国防科技工业办公室指导的河北省遥感应用协会,推动了卫星遥感发展。在企业和科研院校方面,全省目前已成立遥感技术应用单位几十家,分布在各行业领域和科研院所、大专院校等部门。如河北天测信息技术有限公司,是目前该省最大的数据处理、产品服务外包企业;中国电子科技集团公司第五十四研究所,参与了“天绘一号”、民用高分等多个遥感应用地面应用系统的总体设计;北华航天工业学院正在研发涉及本省内多行业的监测与管理项目。在应用机构方面,成立了高分辨率对地观测系统河北数据与应用中心,核工业航测遥感中心,河北航天遥感信息处理与应用中心等。主要与河北省各行业部门对接,并为相关行业、领域对遥感数据的需求服务。
2 河北省卫星遥感应用的问题分析
2.1 技术水准与行业需求匹配问题
卫星遥感数据在河北省的应用过程中,一直没有形成完整的行业应用技术体系。大多数行业并不清楚遥感产品的技术功能,在数据应用中存在浮于表面、深度不够的现象,卫星遥感应用仅起到了数字信息系统底图展示的作用。此外,由于多数省级行业并没有形成相对实用性强的信息处理系统,无法对遥感数据进行高精度解译或加工,使得目前遥感产品的精度,与具体的行业需求业务契合度低。各行业在对遥感产品进行应用时,若非有意识的引导和推动,尚不足以使地方政府或行业部门主动进行高频次使用。
如在河海岸线的监测管理工作中,河北省海岸线长487km,海岸带总面积11380km2,地理分布非常宽泛,岸带资源非常丰富,具有港口、航道、生物资源、海岸湿地、海滨旅游等资源结构,兼具复杂和多变的特点。因此急需利用高分辨遥感影像数据能够获取大面积、实时和精细动态的特性,对海岸带资源的开发、利用和管理进行强有力的监测信息服务。由于此前我国遥感技术尚达不到评测需求,主要购买外国商业遥感数据进行分析。价格高昂的同时,外国遥感卫星无法依照我方的具体需求进行实时观测和数据产品提供,因此应用程度不高。随着我国高分观测专项及商业遥感小卫星的发展,这一现象已得到了一定程度上的改善。
2.2 遥感数据分发使用问题
在政府层面,河北省缺乏利用遥感技术开展行业应用的顶层规划,缺乏对遥感数据使用和分发的有效管理,缺乏对各行业应用情况的监管。在行业应用层面,由于河北省各行业部门沟通有限,信息不畅,业务有所重合,造成了“信息孤岛”现象,不可避免地出现了属性相同的业务对遥感数据产品重复利用,造成了资源浪费。在数据加工和研发方面,由于河北涉及卫星遥感监测分析的行业领域多达十几个,各科研院所和企业获取数据渠道不统一,被用户委托的项目需求各异,一是导致了遥感数据获取、处理、分析及平台系统建设等方面存在重复建设和重复研究,二是导致研发的数据产品因为标准各异,无法跨领域使用。
以我国自主高分辨率遥感数据的获取为例,国家建设了高分卫星数据服务系统。通过该平台,应用对象可直接检索“高分”“天绘”“资源”等系列的自主高分辨率卫星遥感数据并投入使用。但在实际应用过程中,仍需按照传统的行业和区域划分,通过不同部门和系统进行请求和批准,手续较为烦琐,难以开展综合应用。同时因为遥感数据本身具有的敏感性对社会组织和个人的数据需求,回应相对谨慎,也限制了产业的发展活力。
2.3 遥感数据应用标准和规范制定问题
由于缺乏政府主导,河北地区遥感产业在应用标准化及规范性方面体系不一、标准各异。导致各行业在处理数据时,对信息的提取方法各不相同。由于标准差异过大,难以形成对遥感产品的统一评价体系,也因此降低了数据产品可靠性。同时,数据标准与规范的不统一,难以打破行业与行业间存在的技术壁垒,同一级别数据难以跨领域解密,使遥感数据的共享、综合应用比较困难。
目前河北省以临城县为重点,开展了高分观测专项的应用示范工作。通过政府引导,河北天测信息技术有限公司将提供该县的空间信息技术服务,共同完成了天测空间信息产业园,并建设临城县的信息化服务中心。同时尝试建设该县统一的数据使用平台。但这种模式尚未在全省进行推广。政府的扶持政策、技术标准仅是针对临城县一地因地制宜,是否能形成统一的规范需要进一步论证。
3 河北省卫星遥感应用和产业发展的对策建议
3.1 开展遥感技术在河北省的行业示范应用
示范应用作为卫星遥感产业化推广的基础,对于拓宽卫星遥感的应用领域,加强数据潜力挖掘,实现产业化、规模化的服务目标,能起到良好的促进作用。随着国有高分辨率对地观测系统的逐渐完善,需要以各行业的具体需求为导向,利用国产高分辨率对地观测数据,在土地资源、农业资源、城市精细化管理、应急协同和重大工程监测等领域首先开展遥感技术的示范应用。依托省级高分数据与应用中心进行数据的统一加工,并研发针对该领域具体需求的遥感产品,真正做到遥感技术的深层次应用,最终将应用成果推广到全行业。
3.2 建立河北省遥感数据分发、应用的有效管理机制
参照国家高分辨率对地观测系统的数据使用政策,建立河北省遥感数据的分发、管理的统一机制。对遥感数据有需求的各行业、企事业、公众用户,需首先向河北省政府授权的部门提出申请,经注册、备案与审核后,由该部门分发相关数据。此外,建设河北省遥感数据的综合应用平台,利用这一平台统筹不同行业领域的遥感数据需求,收集相关的数据资源及处理结果,并建设河北省的遥感技术成果数据库,不断进行更新和维护,推动各行业利用该平台进行数据交换与成果共享。
3.3 加紧制定河北省各行业的遥感数据处理标准和技术规范
制定数据处理标准和技术规范,是遥感产业在河北省进一步发展的必然要求,对促进遥感技术在河北各行业中的应用有重要作用。通过制定数据生产、流程作业、质量标准等产品方面的规章制度,以及数据安全、产权保障等技术层面的措施,不但可以使遥感应用的难度降低,同时也提高了数据产品的生产效率,使得遥感影像数据的广泛应用成为可能,从而促进河北省卫星遥感应用与产业化的发展。
4 结语
河北省卫星遥感应用与产业的现状也是我国遥感事业发展的缩影。随着遥感信息在区域治理、地方经济、公共安全等领域的应用程度越来越高,我国遥感技术将不断提升,遥感产业也将在应用与实践之中逐渐升级。
参考文献
[1]栾恩杰,王崑声,袁建华,等.我国卫星及应用产业发展研究[J].中国工程科学,2016,(4).
[2]赵小津.关于加快发展我国商业遥感卫星产业的研究分析与思路途径[J].中国航天,2015,(12).
[3]李杨,裴婉君,解宇迪,等.河北省卫星遥感产业现状与对策研究[J].科技风,2017,(7).
收稿日期:2018-06-10
作者简介:王晨(1987-),男,北京人,中国科学院大学公共政策与管理学院硕士研究生,研究方向:公共管理。