我國陸地觀測衛星數據服務發展

文 ∣ 陳衛榮 張文慧 原征 蘇文博 中國資源衛星應用中心

一、引言

中國資源衛星應用中心（以下簡稱資源衛星中心）作為我國陸地觀測衛星數據中心，承擔著建設全國陸地觀測衛星數據地面處理系統的任務，負責我國陸地觀測衛星數據的集中處理、統一存檔、分發和服務。中心的數據處理系統建設、衛星綜合運行管理和衛星數據分發服務能力已達到國內領先、國際一流的水平。20年來，我國陸地觀測衛星數據服務不斷發展，在用戶數量及數據分發量不斷增長的基礎上，數據服務模式也不斷發展完善，服務國家建設和用戶需求；同時，當前的服務模式也存在一定的問題，需要不斷探索和改進。

二、我國陸地觀測衛星服務發展歷程

自1999年10月我國第一顆民用陸地觀測衛星中巴地球資源衛星01星（CBERS-01）發射以來，我國開始擁有了自己的陸地觀測衛星數據，并向全國用戶提供標準產品數據服務。

隨著互聯網技術的發展和國家數據政策的開放，2006年4月開始，我國陸地觀測衛星數據開始面向國內用戶進行網絡免費分發，數據分發量大幅增加，用戶量迅速攀升，大大促進了國產陸地觀測衛星數據的應用。同時，國家提出了衛星應用主用戶機制，指定當時的國土資源部作為CBERS-02B衛星的主用戶，使衛星數據在國土行業得到了深入應用。

2008年9月，環境減災小衛星A、B衛星發射后，資源衛星中心建成了我國第一套多星集中的地面處理系統，面向衛星主用戶減災委和環保部提供標準數據產品主動推送服務模式，同時面向全國用戶免費分發數據產品。

2011年以來，隨著高分辨率衛星的密集發射，資源衛星中心不斷完善數據分發服務平臺功能，加強網絡服務能力，增加光纖主動推送服務終端，已經建成了基于光纖專線、電子政務網和國際互聯網“三網合一”的準實時數據分發網絡體系。同時，基于移動互聯網的手機客戶端數據服務系統也于2016年正式上線運行。用戶獲取數據更加快速方便。高分專項衛星投入使用后，為了進一步促進衛星數據在地方的推廣使用，建立了地方分中心服務機制，目前投入運行的地方分中心已達30家。

近年來，陸地觀測衛星服務開始由純數據服務逐漸向增值產品、定制化服務發展。

三、我國陸地觀測衛星數據分發情況

截至2019年8月初，我國陸地觀測衛星數據存檔量約21PB，分發服務平臺注冊用戶數量約1.6萬，用戶單位數量約4500家，專線推送用戶40余家，累計數據分發量超4000萬景。

我國陸地觀測衛星數據分發量突破100萬景是在2009年，用了十年時間；突破1000萬景是在2015年，用了六年時間；突破2000萬景是在2017年，用了兩年時間；2018年突破3000萬景，2019年突破4000萬景。2019年僅7個多月時間，年度分發量就突破1000萬景，相當于從2000年到2015年這16年的分發量總和。我國陸地觀測衛星數據分發量的急劇攀升，充分體現了我國遙感衛星的飛速發展、遙感應用的不斷擴展以及遙感產業的日趨完善。陸地觀測衛星數據分發量年度統計見圖1。

圖1 我國陸地觀測衛星數據分發量年度統計圖

四、數據服務模式現狀

目前，我國陸地觀測衛星主要由政府投資并負責運營，商業遙感衛星運營尚處于起步階段，服務主要是基于用戶自主式數據服務，同時兼顧用戶的個性化需求。根據目前的服務現狀，服務模式主要有以下幾類：

（1）主用戶服務模式

自2006年以來，為了促進遙感衛星數據資源共享和行業深入應用，我國民用陸地觀測衛星建立了主用戶應用機制。目前，已有13個部委或機構被指定為衛星主用戶，均與資源衛星中心建立了光纖專線直連，衛星每天獲取的衛星數據標準產品通過光纖專線準實時推送給相關主用戶單位，全面支撐主用戶的行業業務應用。在衛星任務編排和數據提供時，衛星主用戶的需求優先滿足。

主用戶服務機制的建立，對我國陸地觀測衛星數據的推廣和深入應用起到了重要作用。

（2）基于光纖專線的推送服務模式

面向衛星主用戶、國家重點行業用戶、國防用戶以及其他有光纖專線推送需求的用戶，根據用戶類型和用戶需求，將標準數據產品或其他類型產品通過光纖專線直接推送給用戶。光纖專線推送是通過接口直接與地面數據處理系統連接，避免了與普通訂單用戶的資源沖突，數據獲取效率更高。

（3）應急服務模式

針對自然災害或應急事件等應急需求，建立了應急響應及服務機制，主要服務流程如下：

·根據上級要求、相關部門請求以及自主獲取災害信息等，結合災害具體情況，啟動相應級別的應急響應機制，確定目標區域；

·緊急調度衛星資源，安排成像任務；

·準備歷史數據，建立應急數據共享通道并告知用戶，必要時發布數據共享公告；

·隨時公布衛星任務安排情況和數據共享情況；

·第一時間處理和共享獲取的新數據，并告知用戶；

·定期向上級主管部門發送快報。

應急數據面向公眾開放共享，數據共享方式包括：光纖專線推送，FTP共享，移動介質拷貝以及其他網絡傳輸方式等。

（4）基于互聯網的自助服務模式

針對全國廣大遙感數據用戶，建設了陸地觀測衛星數據服務平臺，用戶注冊登錄后，即可進行數據查詢、訂購和下載。

（5）基于電子商務網站平臺的數據服務模式

通過第三方電子商務網站平臺進行的商務活動，例如遙感集市、影像超市、圖享受等電子商務平臺網站。

（6）定制服務模式

根據用戶的個性化需求，提供衛星編程、數據整理與深加工、專業信息提取等增值服務。

五、當前服務模式存在的問題

我國以數據服務為主體的遙感數據服務模式，主要存在以下問題：

（1）數據重復存儲重復加工，資源浪費嚴重

資源衛星中心作為我國陸地觀測衛星數據中心，負責永久存儲所有的衛星數據。各衛星主用戶、重點行業用戶以及地方用戶，從資源衛星中心源源不斷地獲取衛星標準產品數據。首先，用戶單位需要對這些數據進行存儲，就必須購置存儲設備，建立存儲系統并長期運行，增加了設備購置費用和運行成本，造成資源的極大浪費。其次用戶需要對標準產品數據進行深加工處理后才能使用，而這些深加工基本上都是正射糾正、融合、鑲嵌等共性處理和共性信息提取，各家重復加工、重復提取，造成人力和財力的重復投入，時間成本也大大增加。

（2）數據應用效率低

目前，我國陸地觀測衛星數據價格低廉甚至免費，用戶獲取數據成本大大降低，很多用戶大量獲取數據，但是實際業務化應用的數據非常少。調查結果顯示，目前很多用戶的數據使用效率不足30%。

（3）專業技術門檻高，大眾化普及困難

遙感是一項專業性比較強的技術，門檻比較高，對于普通大眾用戶來說，直接使用標準遙感數據產品比較困難。

（4）用戶需求吻合度低，可選服務少

由于沒有參與到原始數據的前端定制工作中，大眾用戶拿到的遙感數據產品與自己實際需求存在著產品上的差異，且缺乏可供大眾用戶選擇的個性化應用服務。

六、未來服務模式建議與設想

陸地觀測遙感技術是一項快速發展、覆蓋國民經濟和社會發展各個領域的重大技術，具有很大的發展潛力。遙感數據具備數據量大、傳輸速度快和數據復雜性高的特征，符合大數據的3V定義甚至5V定義，因此，遙感數據是一種典型的大數據，可成為遙感大數據。當前，我國陸地觀測衛星遙感技術應用與服務面向公眾服務才剛剛起步，及時更新、量身定制等服務產品還未完全形成。未來，針對我國陸地觀測衛星的服務模式，提出以下幾點建議與設想。

一是從國家層面，制定明確的遙感數據政策法規，將遙感應用由政府主導的模式逐漸調整為由政府引導、購買服務和市場主導的模式，解決當前重復、低效、成果轉化動力不足等問題。

二是陸地觀測衛星數據供應商轉變服務模式，由數據服務全面向信息服務轉化，為用戶提供從衛星數據采集到信息服務的全鏈路服務，成為陸地觀測衛星服務運營商。

三是打造專業的衛星應用綜合信息集成服務平臺，遙感影像全分辨率發布，提供通用應用服務功能模塊和專業服務標準接口，用戶無需下載遙感影像，即可基于服務平臺提供的全分辨率影像獲取所需要的信息。

四是探索遙感與大數據分析、互聯網+、人工智能等的跨界融合，催生新服務模式。具體可在以下方面進行嘗試：

1）基于海量遙感數據進行大數據分析，開發新的服務產品，如基于地理空間覆蓋的覆蓋頻次統計衍生服務產品，為用戶提供更深層次的服務；

2）對用戶的區域分布、檢索習慣、訂購數據區域時間分布等進行大數據統計分析，分析和掌握用戶的需求規律，為用戶主動推送產品和服務信息；

3）利用遙感的大數據特點，發展人工智能解譯技術，提高遙感數據的解譯效率，使海量遙感數據得到充分利用；

4）進一步發展基于移動互聯的遙感信息服務手段，使遙感技術真正走進千家萬戶。

五是加強基礎數據集產品的開發，為用戶提供長序列和多分辨率等級的數據集及相關信息產品，由“訂單式服務”向“訂單式服務與非訂單式服務相結合”的服務模式轉變，開展主動服務。

六是加大全球市場開拓力度，參與國際市場競爭。結合國家的“一帶一路”倡議，加強對沿線國家的遙感數據獲取，通過區域服務中心、合作經營等模式逐步推廣我國遙感數據的應用，進而實現我國陸地觀測衛星的全球化服務。