APSCO成員國對衛星遙感應用的需求分析

● 文|航天恒星科技有限公司　方舟　李寶明　郭偉

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APSCO成員國對衛星遙感應用的需求分析

● 文|航天恒星科技有限公司方舟李寶明郭偉

亞太空間合作組織（APSCO）各成員國對衛星數據的需求主要集中在國土資源、城市建設及規劃、地礦及能源勘探、農業、林業、海洋及區域水體、防災減災、測繪等領域。在各國對衛星遙感應用的需求中，對空間分辨率的需求，既有1m詳查又有16m普查要求；對可見光光譜分辨率的要求，要具有全色、藍、綠、紅、近紅外等幾個波段；對高光譜也有需求，要求其光譜分辨率能優于10nm，空間分辨率優于30m。

一、概述

APSCO是我國發起成立的第一個政府間高技術領域國際組織，是繼歐空局之后全球第二個區域空間合作組織。2005年簽署組織公約，2007年在聯合國登記注冊，2008年12月16日開始運行。APSCO總部設在北京，現有正式成員國8個，分別為孟加拉國、中國、伊朗、蒙古、巴基斯坦、秘魯、泰國、土耳其和印度尼西亞簽約后正在履行國內審批確認程序，APSCO已召開了8次理事會會議。

APSCO的宗旨是推動成員國之間空間科學、技術及其應用多邊合作，并通過技術研發、應用、人才培訓等事務在成員國之間開展互助，提高成員國空間應用能力，促進人類和平利用外層太空。APSCO的合作領域包括：空間技術及其應用項目，空間科學研究和空間科學技術教育、培訓等。

APSCO是亞太地區唯一的政府間空間合作組織，是各國圍繞空間科學技術開展多邊合作的重要平臺。2014年9月24日，APSCO理事會第八次會議在巴基斯坦召開，中國提出的“聯合多任務小衛星星座”項目，獲得理事會批準。多任務小衛星星座以中國及APSCO成員國現有的衛星資源為支撐，并進一步發展多載荷小衛星，滿足APSCO成員國的多類衛星應用需求。APSCO的工作，以中國提出的“聯合多任務小衛星星座”項目獲得理事會通過和數據共享服務平臺投入運行并發揮較好作用等為標志，取得諸多新的發展。習近平主席提出的“一帶一路”的重要倡議，目的是把快速發展的中國經濟同沿線國家的利益結合起來。APSCO現有成員國和潛在成員國大部分位于“一帶一路”沿線。中國帶動各國航天技術及應用的發展，并與該組織各成員國共同搭建“天基絲綢之路”，促進亞太地區的互聯互通。亞太空間合作組織成員國分布情況見圖1。

圖1　亞太空間合作組織成員國分布情況

二、全球衛星遙感發展現狀和趨勢

1．國際商業衛星遙感發展現狀

當前國際在軌商業遙感衛星30多顆，其中高分辨率光學衛星（分辨率≤1m）12顆（美國5顆，法國2顆，俄羅斯2顆，以色列、印度、韓國分別1顆），高分辨率雷達衛星7顆（意大利4顆，德國2顆，韓國1顆）；中分辨率（1m＜分辨率≤2.5m）光學衛星7顆；低分辨率（分辨率＞2.5m）光學衛星12顆，雷達衛星1顆（見表1）。高分辨率衛星數據價格優勢明顯，SAR數據價格昂貴，而低分辨率衛星數據較為便宜，甚至免費。同時高分辨率衛星運營商擁有成熟的國際運營經驗、廣泛的國際營銷渠道及穩定的國際客戶，占據著較大的市場份額[1]。

表1　國際在軌商業遙感衛星

2．遙感數據應用研究現狀和發展趨勢

發達國家在國民經濟各領域綜合利用空間信息方面已發展得比較成熟，美國、法國、歐空局等國家或機構已經形成完善的多星多載荷地面數據應用系統，并已實現自動化運行。對地觀測數據廣泛應用于政治、經濟、環境監測、減災防災、科研等領域，并取得了顯著的經濟和社會效益?？臻g技術具有覆蓋面大、數據連續、動態性強等優勢，在各領域工作中，空間信息的綜合利用尤為重要。

商業運營模式高效，便捷、強大的空間信息服務網也已具備空間信息集成與快速服務能力。隨著云計算和空間信息技術的發展，使用云計算提供的強大數據存儲和計算能力，為空間信息提取和應用提供支持。在空間信息云服務方面，GoogleEarth/ Map、YahooMap等大型信息服務提供商所提供的遙感數據庫在線訪問服務模式，使公眾用戶可以方便地通過網絡瀏覽全球遙感影像，有力地推動了空間信息的社會應用[2]。

三、需求分析

根據APSCO各成員國應用需求，其對衛星遙感應用需求主要集中在災害監測、農業、陸地覆蓋、礦產資源勘測、林業、生態、海洋資源和城市管理等領域。各成員國具有地域分布廣闊、地質環境復雜、資源豐富和自然災害頻發等特點，需要包括光學、SAR、高光譜等各類遙感數據?？紤]各國空間技術研制能力有限、經濟發展不平衡和部分國土面積不大等特點，應發揮載荷交叉多樣、軌道和組網合理覆蓋、靈活適應強的特點。此外，合理利用各成員國的不同地理位置，建立天地一體化系統，在降低成本的同時提高系統性能并增強成員國之間的合作。

1．各國應用需求

各成員國在理事會會議上確定的衛星遙感應用需求見表2。

表2　各成員國應用需求分析

應用領域需求光譜分辨率/ nm孟加拉國國家需求需求細化印尼載荷土耳其秘魯伊朗蒙古泰國時間分辨率巴基斯坦空間分辨率/ m面積統計√　√　√　MS?。?0　每季長勢監測√　√　√　√5～10 （HSI）產量預測√　√　√　√　1～30 1～30 PAN+MS, HSI 每10天農業精細農業　1～5病蟲害監測　√　√　PAN+MS, HSI　1～10每天/ 每10天（HSI）5～10 （HSI）信息建模　√　HSI　30 每10天　5～10土地利用精細監測　√　√　√PAN+MS，HSI 1～5/30 （HSI）每月/每季（HSI）5～10 （HSI）陸地覆蓋土地利用宏觀監測　√　√　√　MS　 10～30每季耕地動態監測PAN+MS　 1～10　每月工業用礦產勘查√礦產資源精細監測　√√　√1～2.5　每月礦產資源勘測油氣資源調查√√PAN+MS√√礦產資源宏觀監測　√√　√　5～10每季礦產資源勘探HSI　30　每半年　5～10碳氫化合物探測√√精細監測　√　√　√　PAN+MS　 1～5　每月宏觀監測　√　√　MS　 10～30每季紅樹林監測　PAN+MS 1～5　每月林業病蟲害監測　√　√　PAN+MS　 1～10　每天結構參數　√HSI　30　每半年　5～10林火預測　√

注：MS－多波段；PAN－單波段；HSI－色調、飽和度、強度。

2．數據共享需求

APSCO各國經濟實力、航天技術水平差別較大。各國均認識到航天技術對社會各行業發展的巨大推動作用，尤其在災害監測、農業、陸地覆蓋、礦產資源勘測、林業、生態、海洋資源和城市管理等方面，各國不同行業對衛星數據需求強烈。

經過多年發展，中國遙感衛星數據服務能力日益增強。參與全球競爭，推進航天技術全球應用，既是中國航天技術跨越式發展的必由之路，也是中國航天造福民眾、貢獻人類的責任。中國可提供GF-1、GF-2、GF-6、ZY-3、X-SAR等衛星數據，為APSCO成員國提供遙感服務，應對重大自然災害和突發環境事件，提供準確的數據及產品服務。目前，這5顆遙感衛星數據直接服務于國土整治、環境保護、災害預報、工農業生產、經濟文化發展等社會生活領域[3]。通過數據共享，將降低亞太多任務小衛星星座的整體成本，避免衛星資源重復。中國遙感衛星的數據共享服務，將推動整個APSCO衛星服務業和太空經濟的創新發展。

3．載荷滿足度分析

APSCO各成員國應用需求具有以下特點：空間遙感應用需求多樣化，對時間分辨率要求高。應用領域包括：災害監測與評估、農業、陸地覆蓋、礦產資源勘測、林業、生態、DEM、海上應用、地理信息和基于高光譜的其他應用。

根據匯總的需求，進行載荷初步配置。擬選用重量較輕、功耗較低、尺寸較小的成熟載荷，在滿足技術指標先進性的同時，考慮與其他星的配合使用。為了更好的配合光學遙感，在多云、水汽較多的地區，SAR衛星可全天候觀測。

四、結論

目前，APSCO各成員國對衛星數據的需求主要集中在國土資源、城市建設及規劃、地礦及能源勘探、農業、林業、海洋及區域水體、防災減災、測繪等領域；對空間分辨率的需求，既有1m詳查又有16m普查要求；對可見光光譜分辨率的要求，要具有全色、藍、綠、紅、近紅外等幾個波段；對高光譜也有需求，并且最好光譜分辨率能優于10nm，空間分辨率優于30m。

履行APSCO框架下的國際合作相應責任和義務，深入開展亞太衛星組網聯合機制研究，做好中國、秘魯、巴基斯坦、土耳其等已發射和規劃衛星的協同觀測，充分利用各成員國的優勢衛星資源，開展數據交換共享，提升衛星綜合應用效能。

充分利用APSCO合作平臺，做好亞太區域地面接收站網、測控站網、圖像處理系統的整體布局分析論證，依托優勢國家，開展海外聯合建站，APSCO各成員國可采取出借土地等方式，共同建設運行地面站，推動形成具有區域影響力的地面合作項目，補充完善亞太區域防災減災能力和水平，服務于亞太區域經濟建設和社會發展。

參考文獻

[1]郝勝勇,鄒同元,宋晨曦,等.國外遙感衛星應用產業發展現狀及趨勢[J].衛星應用,2013(1): 44-49.

[2]李東,劉潔. 2014年全球遙感衛星市場特點分析[J].中國航天,2015(5): 41-44.

[3]曹福成.高分系列遙感衛星布設中國太空“慧眼”——我國高分專項建設回眸[J].中國軍轉民,2015(1): 28-33.