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      衛星測繪產業邁入智能化發展時代

      2020-10-15

      10月12日0時57分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號乙運載火箭,成功將高分十三號衛星發射升空,我國在軌遙感衛星大家族又新添了一員。

        遙感衛星的類型很多,測繪衛星就是其中非常重要的組成部分。測繪衛星,顧名思義,特指那些具備立體測圖或高程測量能力的遙感衛星。它通過立體觀測獲取地表目標高精度的三維幾何和物理屬性,因此在軍事和民用領域有著最為基礎和廣泛的應用。進入21世紀以來,隨著高分辨率遙感衛星載荷技術和地理空間信息產業的迅猛發展,測繪衛星獲得了廣闊的發展空間。

        早在2002年,法國發射的SPOT5立體測圖衛星在有地面控制點的情況下,可以測制1:5萬地形圖,而當時我國還有一定的差距。資源三號衛星是我國航天和測繪工作者共同打造的高分辨率立體測圖衛星,通過8年攻關,突破了自主衛星測圖關鍵技術,攻克了國產衛星幾何檢校和數據處理等技術難題。隨著資源三號衛星于2012年1月升空,我國實現了1:5萬測圖從無到有的歷史性突破,解決了長期制約我國高精度地理空間信息獲取的瓶頸問題,使我國成為國際上少數幾個掌握成套衛星測繪技術的國家之一。

        2019年11月,我國的高分七號衛星發射成功引發廣泛關注。高分七號是我國對地觀測系統重大專項的重要組成部分,是我國首顆民用亞米級高分辨率光學立體測繪衛星,其主要任務是開展1:1萬立體測圖。如果說資源三號實現了從難以測圖到立體測圖的跨越,那么高分七號則實現了立體測圖從1:5萬到1:1萬的技術跨越。

        我國的衛星測繪產業正在從衛星測繪發展到衛星遙感。除了光學測繪之外,我們還在發展高光譜遙感、激光測高、干涉雷達測量及重力測量在內的五大類測繪遙感衛星。這五種類型的測繪遙感衛星本身就包含諸多難題和創新。在衛星影像的基礎上,我們也正在利用人工智能、深度學習等技術,開展信息提取、變化發現、決策支持等方面的工作,衛星測繪正迎來一個前所未有的發展機遇。

        目前,自然資源部國土衛星遙感應用中心的數據量已經積累到7.3PB,近五年內數據量會達到40PB,將擁有海量的遙感衛星數據。同時,遙感數據正在和地理信息、國土資源、生態環境、交通等相關信息結合在一起,形成衛星測繪遙感領域的大數據,這對測繪行業乃至整個自然資源領域都是一個前所未有的機遇。

        隨著衛星數量的增加,影像的覆蓋能力比以前有了質的提升。過去,2米分辨率的衛星平均3年才能覆蓋全國一遍,目前2米分辨率的衛星平均每個季度即可覆蓋一次,在我國的北方地區,甚至一個月即可覆蓋一次。2018年,衛星中心數據日處理量已達50TB,到2019年達到了80TB??梢哉f衛星遙感大數據本身就是一個“金礦”,希望大家都來采金,協同創新,把衛星遙感影像大數據的應用發展到新的階段。

        基于衛星影像的智能化監測能力已經取得了長足的進步。目前衛星中心已經完成了全國面積大于一平方公里面積水系的自動化提取,交通道路的要素提取也實現了比較高程度的自動化,土地利用變化發現的自動化程度也在不斷提高,2米分辨率的建設用地變化每個季度完成一遍。同時,我們開展了許多樣本數據的學習,包括光伏用地、風力發電等等要素的提取已經實現了全自動化。隨著機器深度學習能力的不斷提升,和新型遙感數據擁抱在一起,會產生更多智能化的測繪理念和智慧化的成果,服務自然資源管理,為國家治理體系和治理能力現代化、生態文明建設,以及高質量提供遙感信息和技術支撐。

        衛星測繪是面向全球的,而不僅僅是中國。自然資源部國土衛星遙感應用中心目前在全球建設了18個國家應用服務節點,向38個國家的公益性機構免費推送衛星影像數據,希望我國的衛星測繪事業能夠更好地推進衛星遙感技術和數據資源的全球共享與服務,從而建設全球地理信息知識與創新中心。