“一帶一路”倡議下空間資源應用需求分析

●　文 | 北京空間飛行器總體設計部　孫伶俐　趙秋艷　申志強

2013年9月和10月，習近平主席先后提出共建“絲綢之路經濟帶”“21世紀海上絲綢之路”（以下簡稱“一帶一路”）的重大倡議。2015年3月，《推動共建絲綢之路經濟帶和21世紀海上絲綢之路的愿景與行動》發布，把“政策溝通、設施聯通、貿易暢通、資金融通、民心相通”作為主要倡議內容，并明確將“完善空中（衛星）信息通道”作為設施聯通的重要方面。

一、“一帶一路”沿線基本情況

“一帶一路”是一個開放的區域合作倡議。目前，“絲綢之路經濟帶”通過陸上交通，涵蓋了東亞、中亞、西亞、中東歐等地區；“21世紀海上絲綢之路”則通過海路聯通了東亞、東南亞、南亞、西亞，輻射到南歐部分地區。“一帶一路”倡議的基本內涵，就是一個覆蓋65個國家的區域合作倡議。這一倡議連接亞太和歐洲兩大經濟圈，是世界上跨度最大、最具發展潛力的經濟合作帶。沿線國家有43億多人口，占世界總人口的比重超過60%，GDP占世界的近1/3。

“一帶一路”倡議提出4年多來，全球100多個國家和國際組織積極支持和參與“一帶一路”建設。2017年5月，中國政府組織舉辦了“一帶一路”第一屆國際合作高峰論壇，吸引了100多個國家或國際組織參與研討。“一帶一路”倡議得到國際社會高度關注和相關國家積極響應。截至2017年9月，中國已同74個國家和國際組織簽署了“一帶一路”合作文件，同58國簽署各類投資貿易協定，2017年前三季度沿線國家對華投資新設立企業2893家。然而，“一帶一路”沿線區域地域寬廣、地形地貌環境復雜、氣候多變。其中東南亞、南亞是全球自然災害最頻繁、損失最為嚴重的地區之一。南亞地區地形條件較為復雜，以巴基斯坦為例，地處喜馬拉雅地震帶上，地震頻發，并常年受南亞熱帶季風影響，降水不均，易發生干旱或洪澇災害。“一帶一路”沿線地質病害較多，分布較廣，危害嚴重，如中巴公路是名副其實的“公路地質災害博物館”，諸多災害嚴重制約并影響公路的建設和正常運營。“一帶一路”工程項目眾多，施工地點大多地處偏僻、基礎設施落后、通信不發達，施工區域現場安全監管困難。

對于“一帶一路”相關國家政府、組織和想要參與到“一帶一路”工程項目建設的公司企業來說，需要具備有效的應對措施來保證其在“一帶一路”倡議下各項活動的安全與順利實施，進而創造最大效益。空間資源具有位置高遠、全球覆蓋等特點，在應急減災、礦產資源調查、測繪制圖等應用方面有著天然優勢，本文對這些空間資源的應用需求進行詳細梳理，既能為相關國家政府、組織和企業提供服務和解決方案，也能為空間資源的建設應用推廣提供參考。

二、衛星應用需求分析

在對衛星應用需求分析過程中，首先將衛星應用分為遙感、通信與廣播、導航定位與授時三個方面，進而分類進行深入的需求分析。

（一）衛星遙感應用需求分析

1.應急減災救災

“一帶一路”沿線國家地質災害多發，如東盟地區是世界范圍內災害頻發的熱點地區，該地區河流豐富，生態環境復雜，亟需監測和掌握重點針對區域的植被覆蓋、水體污染、森林開采、生物多樣性，開展生態環境質量及其演變研究，建立和完善區域生態模型。通過衛星獲取該地區資源環境、生態及遙感方面的科學數據，為開展全球氣候變化、生態保護、產業政策制定等研究，提供基礎資料支撐。

該類需求的用戶主要是“一帶一路”沿線國家政府及組織，其要盡量避免災害給自身國家帶來重大人員與經濟損失。需要通過衛星遙感技術獲得氣象災害（臺風、暴雨等）、洪澇災害、海洋災害（包括海嘯、海冰、赤潮等）以及旱災等監測預報和預警，受災范圍探測及動態變化監測，災損情況探測和評估，災害高風險區及重點區域不同比例尺的災害風險圖，1:10000-1:250000地震災害基礎信息地圖及更新，各類地震前兆信息空間分布與時間序列，地震災害快速及動態監測產品以及災情和救災效益評估產品等。

2.礦產資源調查

在“一帶一路”倡議實施過程中，為了支持和吸引相關企業參與“一帶一路”境外礦產資源勘查開發，首要基礎性的工作就是要提供精準礦產資源空間信息服務。

基于此，“一帶一路”沿線國家迫切需要利用空間技術建立全面、準確的礦產資源空間信息支持系統，開展全球礦產資源調查評價，重點瞄準油氣、鈾、鐵、銅、鋁、鎳、鉛、鋅、錳、鉻、錫、鉀鹽和‘三稀’等礦產資源，構建全球一張遙感圖平臺，開展短缺礦種的全球資源潛力分析與勘查開發戰略研究。

對于礦產企業來說，需要針對特定的礦產資源遠景區和靶區，進行礦產資源深入勘察，為建設大型礦產資源開發基地提供決策數據，減少企業風險和生產成本。有為實現上述目的，資源調查需要產出的遙感產品包括：1:250000的礦山地質環境背景、區域礦產資源開發利用狀況和礦產資源規劃執行情況等調查；需要采用優于2.5m和優于1m的遙感數據，分別開展比例尺為1:5萬和1:1萬的重點成礦帶或礦集區礦產資源開發利用狀況和礦山環境等多目標遙感調查與監測工作。

3.測繪制圖

測繪地理信息能客觀地表現地球表面重要的自然地理要素和人工設施的空間位置、形態特征和相關關系，準確地描述包括地名、境界等人文要素所對應的空間位置和空間范圍，是國民經濟和社會信息化的重要基礎信息平臺。

目前“一帶一路”沿線國家還沒有形成衛星測繪的規模化生產體系，區域資料普遍存在數據老化、比例尺過小、工程地質內容缺乏（如不良地質、特殊巖土）和要素不齊全等問題，現有測繪技術手段和能力無法全面實現各方面對測繪任務的需求，急需新的測繪手段來獲得全新的基礎地圖。

對于“一帶一路”鐵路工程以及基礎設施建設企業來說，開展境外鐵路勘察設計、基礎設施建設，詳細的地形圖資料是必不可少的基礎，但常常存在境外鐵路項目既有資料缺失、收集困難，或者地形圖資料陳舊、現實性不強，導致鐵路選線困難，給工程實施造成不小的障礙。

伴隨著“一帶一路”倡議的實施，勢必帶動沿線國家國民經濟和社會迅速發展，交通、城市建設等配套基礎設施建設引起的地理要素變化會很快，沿線國家和企業都對沿線區域1:5000和1:10000地形圖更新有需求。此外，“一帶一路”沿線國家開展無人區測圖、海岸帶與海島測繪、城市測繪等都對高分辨率對地觀測數據也有緊迫需求。

4.氣象預報與氣候變化研究

“一帶一路”沿線多山地、高原、沙漠、海洋等無人區，氣象觀測盲點多，成為天氣預報的短板。“一帶一路”沿線國家急需氣象衛星對氣象環境進行全天候、立體化觀測，清晰捕捉風云變化，有效彌補地面觀測短板。同時，相關氣象災害預報信息，對于工程企業安排施工進度與人員安全保障都有重要意義。

“一帶一路”沿線國家自然環境差異大，主要氣候類型有多種，如熱帶季風氣候（中南半島、南亞大部分地區）、熱帶雨林氣候（馬來半島、印度尼西亞、菲律賓南部）、海洋性熱帶季風氣候（菲律賓北部）、溫帶沙漠草原大陸性氣候（歐亞大陸腹地）、溫帶海洋性氣候（中東歐西部）、溫帶大陸性氣候（中東歐東部）。同時，“一帶一路”地區經濟發展方式比較粗放，單位GDP能耗、原木消耗、物資消耗和二氧化碳排放高出世界平均水平一半以上，單位GDP鋼材消耗、水泥消耗、有色金屬消耗、水耗、臭氧層消耗達到或超過世界平均水平的兩倍；并且該地區生態環境比較脆弱，不少國家處于干旱、半干旱環境，森林覆蓋率低于世界平均水平。

沿線國家要在國與國之間開展氣象產品、氣象技術的交流與應用，參與全球氣象預報與氣候變化研究，都需要研究數值天氣預報模式以提供全球溫、濕廓線以及云、輻射等氣象參數，監測全球、區域自然災害和生態環境；監測全球冰、雪覆蓋和臭氧分布等，為氣候變化分析和預測提供信息服務；為農業、水利、林業、海洋、交通等應用領域提供全球及區域的氣象信息，為政府決策、防災減災和經濟社會發展服務。

5.海洋觀測

“一帶一路”倡議串聯起的富饒大海上的“朋友圈”，從太平洋經南海，過印度洋通歐洲，將給沿線各國釋放發展新機遇。“海上絲路”沿線國家對海岸帶的科學利用與開發，需要以空間觀測為主，其他多種方式協同，進行海岸帶生態保持、環境保護與管理政策的科學認知。同時，需要能夠系統開展海岸帶生態與環境空間觀測信息的獲取、處理與分析的科學研究；借助多源空間觀測信息，對“海上絲路”沿線各國海岸帶生態與環境對全球變化背景響應的異同，沿線各國不同層次的經濟和社會發展對海岸帶生態與環境的影響差異研究有重要支撐作用。

“海上絲路”沿線國家和組織，可通過衛星遙感技術實現海洋環境與生態監測和預報、海洋資源調查與開發、海洋污染監視監測、海洋減災防災、國家海洋權益維護和海上執法、全球變化研究、國家及沿海地區重大專項工程和重大科技計劃等職能。包括構建海洋水色環境要素及水溫、赤潮、污染、海冰、海面拓撲、岸線演變等信息提取系統，海洋動力環境信息提取和監測系統，衛星海洋遙感信息庫及綜合服務系統，海洋災害衛星遙感監測、預警、評估與輔助決策系統；實現海平面高度、海面溫度等定性和定量探測，海洋生態要素（如葉綠素濃度）監測，大洋漁業探測，海岸帶資源調查，圍填海現狀監測，海洋赤潮監測，海面風場監測，海洋災害（包括風暴潮、巨浪、海嘯和海冰）監測，海面高度測量，海浪探測，海冰探測，海面高度探測，海島與海岸帶1:5000至1:50000資源與環境專題要素圖更新等遙感產品。

（二）衛星通信與廣播應用需求

“一帶一路”基礎設施互聯互通建設必然需要安全、高效、快捷的信息傳輸保障服務。隨著“一帶一路”倡議的不斷深化，由此帶來洲際通信業務需求迅猛增長，迫切需要建立覆蓋亞非歐的高水平、可靠、充分的通信保障能力。

1.衛星固定通信需求

隨著“一帶一路”建設推進，中國駐外事務性機構、中資企業海外機構等國際間通信需求增長迅速。參加國際救援、為其他國家提供觀測數據也成為中國大國地位的重要體現，這對境外通信衛星數據接收和處理的時效性要求大幅提升。隨著中國主流媒體國際傳播能力進一步增強、中華文化國際影響力持續提升，均需要在現有靜止軌道衛星可視弧段之外進行固定通信衛星的全球化布局。中國靜止軌道衛星可視弧段以外衛星帶寬需求預計將達到5GHz以上，相應地根據需要建立境外衛星測控站點。

在商業通信支持方面，西歐、中歐、東歐、俄羅斯、中亞、南亞、非洲等國家和地區將衛星寬帶多媒體通信列為國家基礎信息保障設施的重要組成部分。在寬帶多媒體通信業務方面，為實現普遍服務、縮小區域差距、適應全球化發展，“一帶一路”沿線國家主要有互聯網寬帶接入、超高清電視的傳輸轉發與直播、遠程教育、農村信息化、地面災備、遠程醫療、數字內容投遞，以及車載、船載寬帶多媒體通信等多方面的需求。適應國際上Ka頻段商用寬帶多媒體衛星通信發展趨勢，“高帶寬、低成本”成為通信需求的焦點。預計“一帶一路”沿線國家未來寬帶多媒體通信系統帶寬需求達120Gbit/s以上，未來10～15年雙向通信用戶超過120萬，單向接收用戶超過2400萬。

根據廣播電視部門的需求統計和分析，隨著廣播影視節目高清化、超高清化、立體化以及交互便攜設備的加快發展，節目傳輸需求急劇提升。預計到2020年共需5208Mbit/s的傳輸能力，可通過Ka寬帶多媒體通信衛星滿足。

2.衛星移動通信需求

據統計，截至2016年底，中國企業正在建設的境外經貿合作區77個，其中有56個分布在“一帶一路”沿線國家。截至2017年5月，中國民航已與43個沿線國家實現空中直航，國外航空公司新開18條“一帶一路”沿線國家航線；國家交通運輸物流公共信息平臺實現與全球31個港口的物流信息互聯共享；截至2017年11月，中國已與36個國家及歐盟、東盟分別簽訂了雙邊海運協定（河運協定）。為保障中國海外人員的生命財產安全、保障國家的全球經濟利益，迫切需要擁有安全可控的、覆蓋全球的衛星移動通信系統，滿足這些企業在境外的移動通信服務需求。

新歐亞大陸橋、中國-中南半島、孟中印緬、中國-中亞-西亞、中巴等國家及其國內的公路、鐵路建設也是支撐“一帶一路”基礎建設的重要內容。這些工程的施工企業為支撐飛機、高鐵傳輸運輸系統建設，需要實時互聯網通信能力。未來的高鐵運營企業需要具備為行進中的高鐵乘客提供實時互聯網通信和衛星廣播服務的需求。同時，相關國家的民航管理部門提高民航飛機安全與航空運行管制能力更是需求巨大。“一帶一路”沿線國家飛機、車船等移動中人群實時接收綜合廣播信息、廣播電視節目、娛樂信息、交通路況播發及高精度導航差分信息播發等需求強烈。災害管理、交通運輸、氣象、航空、企業及多媒體廣播服務等部門對衛星移動多媒體廣播能力需求很大。預計服務“一帶一路”沿線地區國家，未來衛星移動通信潛在用戶數量可達到1000萬。

3.衛星電視直播需求

柬埔寨等國家對衛星廣播電視需求迫切，衛星廣播電視業務可作為地面有線電視網在偏遠地區的重要補充和延伸，具有傳輸成本低、經濟效益高等優勢。為了增強國際輿論話語權，提升中國國際影響力，需要構建廣播電視節目全球衛星傳輸覆蓋網絡，不斷提高節目的海外傳播發行、落地覆蓋能力。據預測，到2020年，一帶一路沿線國家共需直播衛星的傳輸能力為3～5Gbit/s。

4.應急通信終端需求

在遇到危、難、險、重等重大自然和人為災害時，必然伴隨通信業務和需求的爆發式增長。“一帶一路”沿線的災害多發國家和相關建設企業，對應急數據的可靠傳輸與實時廣播需求甚切。一旦地面設備損毀，對災害救助帶來極大困難，因此利用衛星實現災區與外界的通信暢通也是唯一的保障。應急衛星通信廣播支持快速響應和不間斷服務，應用涵蓋災前、災中及災后救災全過程，具備災前傳輸災害監測信息和發布災害預警信息的能力，災中及災后保障實時通信、災情信息傳輸、發布災害救援信息和災情高速數據的能力，保障受災區域與安全區域之間應急通信廣播。

（三）導航定位與授時應用需求

隨著衛星導航系統在各行業的推廣應用，在民用領域，政府、企業、科研機構和社會大眾在電子政務、災害監測、環境監測、地震、氣象、空間科學、地球物理科學、交通、物流、精細農業等多個領域對于高精度定位的實時服務和事后服務有著廣泛需求，部分需求達到實時厘米、分米級定位能力。還有涉及生命安全服務的高可靠、高安全性應用需求。

北斗導航系統在覆蓋范圍、連續性、可用性等方面表現優異，逐步獲得國際社會的認可和接受。初步統計，全球已有近10個國家對中國北斗衛星導航系統發展提出了應用意向。其中，巴基斯坦在接收機研制、基于北斗服務巴航空產業等8個方面對中國提出了合作意向；白俄羅斯、委內瑞拉等國對中國提出的在靜止軌道通信衛星上，加裝L頻段轉發器以建立衛星導航增強系統的方案表現了濃厚的興趣，希望能夠得到中國政府的切實幫助。印度尼西亞、馬來西亞、韓國、泰國、蒙古、土庫曼斯坦、智利等國家對中國北斗系統應用也表示了意愿。

新的歷史時期，面對復雜嚴峻的國際形勢，北斗系統發展需要進一步開拓國際視野、創新發展理念、轉變發展模式、推進開放合作，特別是頻率資源獲取、兼容互操作、系統安全保護、標準規范制定、市場拓展等焦點問題，北斗系統需要有效應對挑戰，通過推進國際化，切實維護自身發展權益，拓展發展空間，避免系統建設和發展受制約、被邊緣化。

三、結束語

建設“一帶一路”是中國當前的重要任務，中國與沿線國家將合作實施多項重大工程建設項目，均對遙感衛星、通信衛星、導航衛星提出應用需求。這對中國空間資源服務能力提出更高的期待，也指明了發展方向。以中國在軌和規劃建設中的通信衛星、導航衛星及遙感衛星資源為主，適當補充完善天基資源和地面信息共享網絡，形成“感、傳、知、用”四位一體的空間信息服務系統，將能夠為“一帶一路”沿線國家及區域提供更強大的空間信息服務能力，架設空間信息走廊，推進信息互聯互通。同時，也能使中國空間信息產業在走廊區域的市場化、國際化達到新的水平，為走向世界奠定堅實基礎。

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