如何“玩转”高分辨率遥感技术？

航天 · 2016-10-31 18:39:38

核心提示曾几何时，提起遥感，人们多将其定位为“高大上”的科学技术。如今，随着遥感技术的发展及其应用的普及，“旧时王谢堂前燕”正越来越多地“飞入寻常百姓家”，改变着人们的生产和生活。日前，高分二号卫星精确入轨并稳定运行。该卫星投入使用后，将协同在轨运行的高分一号卫星，进一步完善我国高分辨率对地观测系统的建设，推动高分辨率卫星数据的大规模应用。那么，高分辨率的遥感卫星到底能做些什么呢？各行各业：越来越离不开“天之眼”高分辨率卫星精准、及时的优势，使去年发射的高分一号卫星在应急救灾方面立下赫赫“战功”。在去年的四川雅安地震、甘肃岷县地震和东北特大洪涝灾害中，高分一号卫星的数据和专题解译产品被及时地提供给有关部门，获得用户单位的一致好评。本月初，高分一号卫星在云南鲁甸地震抗震救灾中，携手国内外其他17颗遥感卫星，为国家搜救中心及时了解灾情、疏通终端道路、消除堰塞湖等提供了技术支持。国土资源部是高分一号卫星和高分二号卫星的主要用户。据国土资源部中国航空物探遥感中心研究员甘甫平介绍，该部门曾利用高分一号卫星等遥感卫星，获取矿区开采面、洞口车辆运输的卫星数据，再配合其他信息，判断某矿区是否进行非法开采。而高分二号卫星1米的空间分辨率和180秒内侧摆35度的快速机动能力，将进一步提高国土资源监测与调查的质量与效率，可以在监测退耕还林、查出乡镇是否有建设“小产权房”等方面大显身手。高分系列卫星还在环境、农业等领域取得了很好的应用效果。“太湖水华暴发面积动辄上百平方公里，最佳选择就是利用卫星遥感手段大范围快速监测。”常年从事地面监测工作的王兵对高分一号卫星的水环境监测能力感触极深。他说，在蓝藻集中监测的几个月里，卫星监测数据每天都会传送到环保部。工作人员可根据几个月到几年的监测数据，比较不同区域蓝藻首次暴发时间、频率、频度等因素，反推出蓝藻的形成条件、变化趋势。而在国家统计局2013年河北等五省秋粮和新疆棉花种植面积统计工作中，高分一号卫星数据替代国外数据的使用率达70%。未来，高分二号卫星也将为住房和城乡建设部、交通运输部等十多个部门提供城乡规划管理、风景名胜区资源保护、城市建筑节能，以及交通运输管理、道路监测等方面的示范应用服务，在北京等地开展交通路网规划、交通路网监控与交通出行服务，以满足城市精细化管理需求。此外，高分系列卫星的图像数据在测绘、水利、林业、国防、公安等行业也有着广泛应用。“从技术上讲，高分一号卫星是可以实现发现罂粟和越境通道的。”武汉大学遥感信息工程学院教授贾永红认为。中国科学院遥感与数字地球研究所创新研究员孟庆岩接受媒体采访时也表示，罂粟等非法种植物通常不会种植在农田周围，而是在荒地里，并且其种植形状规整，与周围环境反差较大，因此可以借助卫星图像，用肉眼或人机交互等方式识别出来。高分影像：开始迈向“私人订制”与以前数据多局限于政府、大专院校范围内使用的境况不同，目前，遥感技术逐渐渗透各行各业，正实现着大众普及。中国航天科技集团公司北京航天世景信息技术有限公司（简称航天世景）是国内的高分辨率卫星影像供应商。公司总经理徐丽萍在工作中发现，律师事务所、房地产公司近年来对遥感数据的需求呈上涨趋势。“这说明律师们已经开始将遥感数据作为法律依据了，尤其是在土地确权这样的领域。”徐丽萍说，如果遥感卫星的分辨率足够高，房地产商也可以利用它对整个小区进行规划和监测。当向客户提供战略决策分析时，航天世景提供的不再是影像本身，而是基于影像提取的信息服务。以涉及拆迁补偿的项目为例，航天世景工作团队会将拆迁规定补偿年限之前和之后的影像调取出来，进行对比，为客户提供拆迁补偿依据。航天世景有一款“世景图库”的产品，包含了城市高分、省域中分、全国低分以及大经济圈高分影像库。企业可以在操作层面和生产层面通过其自有云接入、调用该产品，实现自己的影像分析、规划设计，甚至可以制作导航地图等。航天世景还推出了基于位置服务的“沃图”平台。根据这种理念，该公司打造了“图说天下”栏目，与国内主流媒体合作，将新闻热点事件和位置结合起来针对新媒体服务，开创了全新的媒体展示方式。该平台还可以提供影像商城、高尔夫园地等在线服务，客户只需轻点鼠标，就可以得到所需的高分辨率卫星影像，完成“私人订制”。本月中旬，美国WorldView-3卫星发射成功，该卫星具有0.3米分辨率的成像能力。从这样的遥感卫星上俯瞰地球，透过高分辨率相机镜头，陆地、海洋、山脉、河流界限分明，城市和乡村的每一栋建筑清晰可见。因此，有人把自己家附近的高清卫星影像永久珍藏，也有人在婚礼时让卫星从空中为自己俯拍人生最幸福的瞬间，这些在未来都将不再是“天方夜谭”。自2005年Google Earth面世、2011年百度推出卫星地图以来，涵盖大量真实信息的世景卫星影像地图越来越多地走入人们的工作和生活中。当互联网企业通过高分辨率卫星对道路交通流量进行监测时，其对图像的更新率要求很高，国外卫星远远满足不了它的当下需求。我国高分辨率对地观测卫星的持续发展将有效改善这一状况。看来，当互联网与高分辨率卫星“碰撞”，似乎一切“火花”都有可能擦出。因此，有业内人士认为，与互联网结合，将使高分辨率卫星数据的增值应用空间广阔，未来甚至出现“井喷”效应。效仿动作：掀起卫星应用革命美国SkySat-1卫星拍摄的高清地球视频所带来的视觉冲击，曾引起全球宇航领域和大众消费领域的极大关注。其研制方美国Skybox公司在卫星影像应用方面的创新理念，或许值得国内高分辨率卫星研制和应用等各方借鉴。Skybox公司对卫星图像未来应用有着独到的理解。他们认为，世界本身就是一个巨大的数据库，公司通过设计和制造卫星，提供快捷、稳定、及时更新的高分辨率地球影像，帮助用户发掘卫星影像中的数据信息，用以研究全球经济活动，寻求世界最重要的地理空间问题的答案，从而为商业组织和政府机构的决策提供可靠依据。该公司创始人之一Dan Berkenstock博士在攻读博士学位期间，就曾希望借助高分辨率卫星影像来开展走私活动分析工作。公司另一名创始人Ching Yu Hu在接受美国《大西洋月刊》采访时这样描述公司发展愿景：像谷歌的互联网搜索引擎一样，提供全球经济活动影像搜索。Skybox公司给出的应用示例包括：大型农场通过获得的影像，分析农作物长势，开展精细化耕作并进行估产；保险公司利用实时更新的卫星影像，查看房屋及灾害区域受损情况，以核实客户的索赔申请；石油出口企业通过分析用户的油罐储量，制定出口价格；仓储超市通过分析竞争对手停车场停车情况，了解对方客流并制定竞争策略……2013年，《麻省理工学院技术评论》评价Skybox公司“为卫星影像的大众应用带来革命性创新”。该公司本着“够用就好”的原则对卫星进行研制。他们通过分析认为，1米分辨率是最小的、可行的选择。因为该分辨率既能看到全球经济的驱动因素，包括船只、车辆、集装箱，又能使用现有成熟产品实现。虽然1米分辨率还无法看清人物，但却可以找到研制投入与市场回报的最佳平衡点。“现在对卫星的分辨率追求越来越高，但并不是所有卫星都要追求高分辨率，而应根据需求来定。”高分二号卫星总指挥兼总设计师潘腾介绍。比如，农业部门需要观察庄稼长势对农作物估产，国土部门要查看矿产资源，只要达到一定的分辨率能够实现任务目标就可以了。“根据用户需求，高分辨率卫星要发展，中低分辨率的卫星也要发展。”（崔恩慧）

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