衛星的“眼睛”會說話

李雪嬌

從古至今，人類從沒有放棄過探索宇宙的步伐，仰望星空的同時，站在宇宙的視角俯視地球，同樣意義非凡。在科技快速發展的今天，人們可以足不出戶，動動手指就能在網上欣賞到高清衛星攝影。這一張張圖片帶來了什么？我們能從中洞察到哪些？我國陸地遙感衛星又進入了怎樣的發展階段……自然資源部國土衛星遙感應用中心主任王權對以上問題作出了回應。

中國陸地遙感衛星建設逆勢奔跑

“我國的衛星研制、發射和業務化應用能力已步入了世界先進行列，遙感衛星在資源、海洋、氣象和環境減災等方面已具備了業務化服務能力。”王權這樣描述我國陸地衛星遙感發展現狀。

2010年國務院批準立項高分專項工程，作為中國國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）的16個重大科技專項之一，建設任務主要包括7顆衛星和其他觀測平臺，分別編號為“高分一號”到“高分七號”。其中高分專項首顆衛星高分一號于2013年4月發射，2019年11月發射高分七號衛星，高分專項天基系統建設任務完成。

2015年10月，國家發展改革委、財政部和國防科工局聯合印發了《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025年）》（以下簡稱《空基規劃》）提出，將建成遙感衛星、通信衛星、導航衛星三大系統及其他附屬產品和服務，最終構建達到國際化先進水平的空間基礎設施。

王權表示，黨的十八大以來，通過《高分辨率對地觀測系統國家重大科技專項（2010-2020）》《陸海觀測衛星業務發展規劃（2011-2020）》《國家民用空間基礎設施中長期發展規劃（2015-2025）》、陸海高分專項的全面實施，我國自然資源陸地衛星遙感技術發展突飛猛進，新型傳感器不斷涌現、各項觀測指標大幅提升、應用水平不斷升級，實現了由單一光學傳感器向雷達、高光譜、激光等多傳感器，中分辨率向高中分辨率結合、單系列向多系列遙感衛星的轉變，完成了由科研試驗型轉向業務應用型、由技術跟蹤國外轉向自主創新、由依賴國外數據轉向自主獲取，凸顯了業務化、規模化、定量化應用效益，在自然資源、生態環境、交通、農業、林業、水利、城市規劃和防災減災等多個領域具備了一定的業務化應用能力，已成為推進國家治理體系和治理能力現代化的重要技術支撐。

王權表示，衛星遙感包括陸地觀測、海洋觀測、大氣觀測三個系列。《空基規劃》呈現出我國衛星遙感建設的體系完整、整體推進、統籌協同、需求牽引的特點，滿足行業和區域重大應用需求，支撐我國現代化建設、國家安全和民生改善的發展要求。

通過規劃落實推進，2011年12月22日，“資源一號”02C衛星成功發射，這是一顆填補中國高分辨率遙感數據空白的衛星，開啟了我國陸地衛星遙感的新紀元。2012年資源三號01星成功發射，我國對地觀測實現了從二維平面觀測到三維立體觀測的跨越。2019年5米光學業務衛星成功發射，我國首顆民用高光譜業務衛星正式入列。同年，高分七號衛星成功發射，我國由此進入了1∶1萬比例尺航天立體測繪新時代。

全球在軌運行主要陸地衛星分國統計（不包含微衛星）來源：自然資源衛星遙感云服務平臺

在遙感衛星技術領域，早期發展階段主要集中在歐美部分國家。王權提到，目前全球大致有11個國家運營遙感衛星，近年來中國衛星遙感和北斗導航空間基礎設施建設取得突破性進展，在衛星遙感領域，北美洲、歐洲和亞洲呈現出“三足鼎立”的態勢。

陸地衛星遙感成多行業數據來源

去年7月，我國長江、淮河流域連續遭遇5輪強降雨襲擊，引發嚴重洪澇災害，造成嚴重經濟損失。災害當前，自然資源部國土衛星遙感應用中心緊急啟動衛星應急響應，結合汛期多云多雨的天氣特點，協調光學、雷達衛星持續進行汛期應急保障，開展處理及分析工作，制作了汛情最新三維變化模擬、水體范圍提取圖及水域變化時序分析圖，通過自然資源衛星遙感云服務平臺推送至各受災地省級衛星應用技術中心，為災后災情研判及應急處置提供了及時、科學的數據、技術保障。

2020年11月16日，5米光學業務衛星正式交付，作為我國首顆高光譜遙感業務衛星，5米光學業務衛星拓展了我國自然資源調查監測技術手段，提高了山水林田湖草自然資源定量化調查監測能力;與后續星組網進一步形成領先的地物光譜探測能力，為自然資源、應急管理、生態環境、住房和城鄉建設、交通運輸、農業農村、林業草原等領域遙感應用提供有力支撐。

“建立遙感衛星體系有兩個目的，一是為摸清家底，二是監測變化。”王權介紹，陸地衛星遙感已成為自然資源行業和其他部門日常工作的核心數據來源，是支撐執法督察和地理信息更新的重要技術手段。

王權談到，短短10年，目前我國已建立陸地遙感衛星體系，為自然資源管理提供全方位、高精度、高時間分辨率、高空間分辨率的影像和技術保障。

“自然資源衛星觀測體系建設目標是全球、全天候、全天時、全要素、全尺度。”王權解釋道，“所謂‘全球是為了服務‘一帶一路倡議等實施;‘全天候指的是能夠在各種氣候條件下獲取衛星影像，服務于應急管理和防災減災;‘全天時是實現對國土的即時監控;‘全要素是滿足自然資源管理從數量向數量、質量和生態并重轉變的需要;‘全尺度則是為了獲取精度更高的影像，提升自然資源管理的精細化水平。”

隨著我國經濟社會的快速發展和科學技術的不斷進步，各領域、各部門對衛星遙感應用提出了更加多樣化、精細化和高時效性的觀測需求。

2019年1月，作為自然資源部機構改革工作中的一項重大舉措，自然資源部國土衛星遙感應用中心正式掛牌成立。國土衛星遙感中心整合了包括原國家測繪地理信息局衛星測繪應用中心在內的部系統內3家單位的衛星遙感資源，由分散運行變為一體化運作，主要負責自然資源陸地衛星遙感應用，為自然資源調查、監測、評價、監管、執法提供衛星遙感數據、信息及產品、技術和業務支撐，同時統籌海洋、林草衛星遙感應用需求。

機構整合后，自然資源部現有一陸一海兩個衛星中心，即國土衛星遙感應用中心和國家衛星海洋應用中心，實現了系統內衛星資源的集約和高效利用，為自然資源領域建立對地觀測體系奠定了良好的基礎。

王權表示，按照規劃，國土衛星遙感中心擁有12顆在軌運行的陸地遙感衛星，已經具備對我國陸地國土2米級分辨率季度、亞米級分辨率和高光譜年度有效覆蓋約90%的觀測能力。“為了實現自然資源衛星觀測‘全球、全天候、全天時、全要素、全尺度的目標，我們規劃了可見光、高光譜、合成孔徑雷達（SAR）、激光和重力等5個系列的衛星，目前已經在軌的有可見光和高光譜衛星，激光載荷在資源三號03星、高分七號上實現了搭載。”

衛星遙感應用市場前景廣闊

在今年兩會上，王權帶來了一份關于完善我國空間基礎設施建設的提案。針對衛星遙感新發展階段如何“補短板、強能力”，他提交了“進一步加強陸地衛星遙感觀測體系建設”的建議。

“我國衛星事業的發展需要協調公益衛星和商業衛星兩條腿走路。”王權建議，在按計劃推進衛星的立項、研制、發射和運營工作的同時，空基建設要不斷充實衛星的類型和型譜，加強地面的同步接收能力，建立以公益遙感衛星為主體、商業遙感衛星為補充、共同組網協同觀測的發展模式。

除此之外，王權表示，遙感衛星日常的調查監測工作可以進一步豐富內容，例如以第三次全國國土調查成果為本底，協調開展涉及山水林田湖草等地表覆蓋、土地利用方面的遙感監測工作，充分發揮衛星遙感全球性和客觀性技術優勢，結合外業調查核查等工作，全面、準確、及時地掌握地表覆蓋、土地利用的分布和發展態勢，為國家糧食安全、氣候變化以及碳達峰、碳中和等，提供客觀、準確、權威的體系化數據、信息和服務。

隨著全球通信、導航和遙感衛星在內的全球衛星及應用產業快速增長，空間基礎設施的完善為中國衛星產業應用注入具大的活力，衛星遙感應用市場前景廣闊。在應用服務方面，國產陸地衛星遙感已逐漸融入自然資源管理主體業務和重大工程的工作流程，形成規模化、業務化應用格局，為客觀、真實、準確、實時掌握自然資源基本情況和變化情況提供了重要技術保障，大幅提升了我國自主信息保障能力和獨立獲取全球空間信息的能力，相關成果直接服務于國民經濟建設和生態文明建設。

深耕陸地衛星遙感領域多年，王權認為，現有的光學衛星數量不足，尤其是亞米級高分辨率的衛星偏少、覆蓋率不夠高，地面接收能力跟不上衛星的拍攝能力，應用系統建設相對滯后，多傳感器數據融合處理能力弱等短板。“定量化對地觀測是自然資源衛星遙感發展的必然趨勢，高光譜衛星遙感應用能力建設將是國土衛星遙感中心當前的一項重要工作。”

聚焦“十四五”開局起步，王權表示，國土衛星遙感應用中心將發揮好陸地衛星遙感應用“國家隊”的作用，加快自然資源衛星遙感監測監管技術體系建設，在自然資源調查監測、耕地“非農化”“非糧化”監測、國土空間規劃及實施監督等方面，充分發揮衛星遙感的“基礎性、先行性”支撐作用，“用盡、用足、用好”衛星遙感數據資源，服務國家生態文明建設，更好地為高質量發展提供衛星遙感保障。