人類第一位太空宇航員,前蘇聯(lián)航天員加加林,當(dāng)他憑借肉眼看到地球時說:"地球是藍色的。"隨著空間對地觀測技術(shù)的發(fā)展,特別是衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展,展現(xiàn)在人類面前的不再單單只是一個"藍色"的地球。小到車牌號碼,大到熱帶風(fēng)暴,都已經(jīng)可以通過影像的方式展現(xiàn)出來。如何利用這些豐富的遙感影像資料服務(wù)人類社會,一直為各個國家所關(guān)注。
■ 本報記者 許泳
東莞橫瀝六甲村的200多畝荒地在2008年10月底突然被鋪上了一層綠網(wǎng),連路邊一些堆放廢石頭的地方和沒有經(jīng)過批準的違章建筑上,也都覆蓋了這層價值十幾萬元的綠網(wǎng)。目的何在?答曰躲避遙感衛(wèi)星監(jiān)測,讓衛(wèi)星圖片上顯示出貌似綠地的景觀。這條消息一時間在網(wǎng)上傳得沸沸揚揚,大家都在懷疑是不是有更多的違章建筑、違法用地被蓋上了"綠被".衛(wèi)星遙感真的這樣好騙嗎?事實上,隨著衛(wèi)星遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,以及解譯手段的提升,上述的作弊手段一攻就破。
從定性到定量的飛躍
國土資源系統(tǒng)是最早一批使用衛(wèi)星遙感影像的用戶,國土資源部信息化工作辦公室副主任李曉波告訴記者,目前衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)主要應(yīng)用在國土資源工作的三個方面: 一是土地監(jiān)管,查處違章違法用地; 二是礦產(chǎn)資源管理,包括對露天采礦等違規(guī)行為的監(jiān)控; 第三就是對地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測,比如地震后的基礎(chǔ)地質(zhì)背景、環(huán)境地質(zhì)情況、地質(zhì)災(zāi)害分布等。隨著衛(wèi)星遙感影像分辨率的逐漸提高,對業(yè)務(wù)的支撐能力得到了很大提升。
衛(wèi)星遙感影像分辨率的提高使它的應(yīng)用從定性上升到了定量,在某些行業(yè)應(yīng)用上具備了一些其他手段不可替代的管理功能。
北京天目創(chuàng)新科技有限公司(以下簡稱天目創(chuàng)新公司)總裁程曉陽介紹說,"遙感影像應(yīng)用已經(jīng)深入到了業(yè)務(wù)管理這個層面,用遙感手段進行定量分析,能夠給出非常客觀的數(shù)據(jù),比如當(dāng)測定一個地區(qū)的綠化率時,分辨率達到0.61米的衛(wèi)星遙感影像已經(jīng)可以精確到對一顆樹冠的辨別了,由此甚至可以計算出一個區(qū)域內(nèi)有多少棵樹。" 在一些遙感影像應(yīng)用基礎(chǔ)好的行業(yè)和部門,例如國土資源和農(nóng)業(yè)部門,利用衛(wèi)星遙感影像和航空影像,管理工作能夠得到從定性到定量的提升。
在農(nóng)業(yè)方面,用稻麥產(chǎn)量和品質(zhì)形成的計算機農(nóng)學(xué)模型對衛(wèi)星遙感的數(shù)據(jù)進行分析,就可以獲得預(yù)測結(jié)果,其精度也已經(jīng)能夠滿足生產(chǎn)應(yīng)用需求。2008年12月,中國"遙感衛(wèi)星四號"發(fā)射成功,其主要作用之一就是負責(zé)中國農(nóng)作物的品質(zhì)與產(chǎn)量監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集。只要在電腦上用鼠標輕輕一點,根據(jù)衛(wèi)星遙感圖上的不同色彩,就可以判斷出農(nóng)田里小麥的品質(zhì)狀況、主要成分的含量等信息。應(yīng)用衛(wèi)星遙感測報技術(shù),在小麥拔節(jié)期之前,還可重點監(jiān)測苗情及病蟲害等生長環(huán)境信息; 在開花期后,則重點監(jiān)測預(yù)報成分含量及產(chǎn)量。
天目創(chuàng)新公司是美國DigitalGlobe公司快鳥衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)的中國獨家總代理,從1999年成立至今,已經(jīng)有10年歷史,據(jù)程曉陽介紹,公司第一年全年的銷售收入僅120萬元,當(dāng)時很少有人了解衛(wèi)星遙感; 到了第5年銷售收入達到1千萬元,而去年則上升到1個多億,全年處理了1000多個合同訂單,覆蓋了10多個行業(yè)。
這10年銷售額100倍的增長從一個側(cè)面反映出了衛(wèi)星遙感影像的應(yīng)用拓展。
多年的業(yè)務(wù)發(fā)展,讓程曉陽感受到,衛(wèi)星遙感影像只有和行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合,才能上升為真正的服務(wù)型產(chǎn)品,而不僅僅是原材料。服務(wù)的提升可以進一步加速衛(wèi)星遙感影像的應(yīng)用,只要這個市場足夠大,就能將單位價格降低到更多用戶可接受的程度,由此形成良性循環(huán),促進更多衛(wèi)星遙感增值產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用。
據(jù)了解,衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的價格呈現(xiàn)出逐年下降的趨勢,某些城市用同樣的經(jīng)費,以前一年只夠做一次數(shù)據(jù)獲取,現(xiàn)在可以做兩次,分辨率還比以前有所提高。據(jù)程曉陽介紹,目前高分辨率的遙感圖像價格大約在每平方公里200元左右,中分辨率的在10~50元之間,而低分辨率的低至每平方公里10元左右。
向新行業(yè)滲透
“沒準過些年,連賣保險的業(yè)務(wù)員都會拿著一幅衛(wèi)星遙感圖像,顯示著你居住的區(qū)域,根據(jù)該地屬性和周邊有無污染源,建議你應(yīng)該買什么樣的保險了?!背虝躁柮枥L了這樣的遠景。近年來,衛(wèi)星遙感圖像已經(jīng)以迅猛的速度進入普通公眾的生活。
以天目創(chuàng)新公司為例,它從去年開始跟搜狐網(wǎng)站合作,嘗試一種新商業(yè)模式。"把災(zāi)區(qū)的影像放在網(wǎng)上,加上一些標注點,讓大家可以在搜狐網(wǎng)去了解災(zāi)后的情況; 奧運期間,奧運場館的影像都放在上面了,公眾還能比較方便地通過搜狐去查找他感興趣的奧運場館位置和公交換乘點信息。天目創(chuàng)新的這些服務(wù)都是對網(wǎng)站收費的。"程曉陽說: "天目創(chuàng)新正從衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供商轉(zhuǎn)變?yōu)榉?wù)提供商,這是公司未來業(yè)務(wù)的一個主要增長點。目前雖然傳統(tǒng)業(yè)務(wù)占公司銷售額的90%以上,但是今年我們投入了三分之一的人員從事新業(yè)務(wù)開發(fā)。"
程曉陽說,“圖享受"網(wǎng)站將是天目創(chuàng)新重點培育的影像服務(wù)品牌,它以高分辨率衛(wèi)星影像為基礎(chǔ),利用先進的技術(shù)為公眾用戶提供服務(wù),為專業(yè)用戶提供解決方案服務(wù)品牌。同時為各種面向公眾的位置服務(wù)提供接入,如: 門戶網(wǎng)站、搜索引擎、專題網(wǎng)站、電子政務(wù)等?!眻D享受"憑借強大的影像和地圖資源,具有可擴展的系統(tǒng)架構(gòu),完全適用于不同領(lǐng)域的跨平臺網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。例如在全球中低分辨率的海量衛(wèi)星影像的基礎(chǔ)上,該網(wǎng)站的全國300個城市區(qū)域均為高分辨率衛(wèi)星影像,并通過獨特的壓縮和無縫拼接技術(shù),方便用戶快速瀏覽和調(diào)用?!艾F(xiàn)在已開通北京、上海、天津和廣州四個城市,例如北京市的覆蓋面積達到2567平方公里,分辨率可以達到0.6米?!?/P>
除了互聯(lián)網(wǎng)外,程曉陽認為還有一個新應(yīng)用是在工程建設(shè)領(lǐng)域。"中國很多企業(yè)在國外開展工程,由于不便到國外去做實際的航飛測繪,因此在開展工程之前,這些企業(yè)會在國內(nèi)通過衛(wèi)星遙感手段得到當(dāng)?shù)氐囊恍?shù)據(jù)資源,了解地形和周圍基礎(chǔ)建設(shè),這對于設(shè)計控制和工作量的估算等都有很大的幫助。"
采訪中記者了解到,在房地產(chǎn)行業(yè),開發(fā)商通過高分辨率遙感影像對土地地理位置、交通狀況、商業(yè)潛力、周邊環(huán)境等因素的分析,來決定是否投資這塊土地,并合理地估算土地成本。更進一步,甚至還可以清晰分辨出該地塊范圍內(nèi)的拆遷情況,土地是否平整,地塊面積、形狀適合做怎樣的規(guī)劃等,以降低項目風(fēng)險。
在上海洋山深水港的建設(shè)中,也是每三個月利用遙感手段檢測一次,查看30公里以下的海里的工程建設(shè)情況。
記者走訪中石油相關(guān)部門時也了解到,在石油、天然氣行業(yè),遙感影像數(shù)據(jù)可以幫助管理設(shè)施和管線,"利用遙感技術(shù)進行油氣勘探,不僅形象直觀,具有宏觀性,而且能在較大區(qū)域內(nèi)進行研究,比較適用于早期的油氣資源調(diào)查。"
期待國產(chǎn)遙感衛(wèi)星的崛起
記者在采訪中也遺憾地發(fā)現(xiàn),目前在國內(nèi)市場上,高分辨率的衛(wèi)星遙感影像被國外的衛(wèi)星數(shù)據(jù)商以絕對優(yōu)勢占據(jù)。國際主流遙感衛(wèi)星包括QuickBird、IKONOS、ALOS、SPOT、P6、LANDSAT等。在中國市場上,快鳥1米以下分辨率的衛(wèi)星影像以其極高的分辨率和較好的性價比已被廣大遙感用戶認可。在2008年,全國1米以下分辨率的衛(wèi)星圖像有70%以上是快鳥數(shù)據(jù)提供的。繼快鳥和WorldView-1之后, DigitalGlobe公司的第三代商業(yè)遙感衛(wèi)星WorldView-2即將于2009年第三季度投入使用, WorldView-2除了采集分辨率為46cm的全色影像,還將采集到八波段多光譜影像,可以最為真實地展示地球的本色。目前,除去西部沙漠地區(qū)和一些經(jīng)濟欠發(fā)達沒有衛(wèi)星遙感需求的地區(qū)外,美國DigitalGlobe公司通過快鳥和WorldView-1兩個遙感衛(wèi)星,已經(jīng)覆蓋了中國70%的國土面積。
目前, 國產(chǎn)數(shù)據(jù)的中、低分辨率遙感影像性價比很高,有的甚至可供用戶免費使用。例如環(huán)境一號衛(wèi)星、中巴資源衛(wèi)星等在2米~20米分辨率的市場上就非常占優(yōu)勢,但0.5米到1米這個區(qū)間的遙感影像國產(chǎn)衛(wèi)星估計還需要5到10年的趕超時間。
衛(wèi)星遙感技術(shù)是一項應(yīng)用廣泛的高科技,是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要尺度?,F(xiàn)在不論是西方發(fā)達國家還是亞太地區(qū)的發(fā)展中國家,都十分重視發(fā)展這項技術(shù),寄希望于衛(wèi)星遙感技術(shù)能夠給國家經(jīng)濟建設(shè)的飛躍提供強大的推動力和可靠的戰(zhàn)略決策依據(jù)。
國內(nèi)相關(guān)專業(yè)人士就曾指出,中國衛(wèi)星遙感影像市場是非常大的,像北京、上海和廣州等城市幾乎每年會都做2到3次遙感衛(wèi)星影像更新工作,西南、西北等欠發(fā)達地區(qū)也正在開始嘗試使用衛(wèi)星遙感影像。面對這樣廣闊的市場,國產(chǎn)衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)需要加速壯大,否則就會讓我國的行業(yè)應(yīng)用處于相對被動的局面。
北京市信息資源管理中心主任彭凱告訴記者: “我們使用的是北京一號小衛(wèi)星的數(shù)據(jù),3~5天就可以重訪一次。如果使用國外的衛(wèi)星數(shù)據(jù),時間上可能得不到保障,再加上衛(wèi)星數(shù)據(jù)存儲器的容量有限,當(dāng)飛到別的國家上空時存儲了一定的用戶數(shù)據(jù)后,有可能在北京上空時就已經(jīng)存不下更新的數(shù)據(jù)了。如果利用國產(chǎn)衛(wèi)星,這方面就有了更大的自主權(quán),能夠優(yōu)先滿足本國用戶需求?!?/P>
在汶川大地震發(fā)生后,美國軍用衛(wèi)星“鎖眼12號”提供的紫坪鋪水壩的0.1米拷屏影像,分辨率為0.1到0.15米,比起中國衛(wèi)星2~3米的分辨率,“鎖眼12號”的影像能看清大壩上小的裂縫。中國衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)雖然也得到了充分的運用,但還是暴露出了一些問題。兩院院士李德仁坦言: “這些問題在抗震救災(zāi)期間集中暴露出來,包括航空遙感數(shù)據(jù)獲取不及時; 衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的空間分辨率不高; 衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的時間分辨率不高; 無地面控制的集合定位精度低; 影像質(zhì)量差導(dǎo)致目標解譯困難?!?/P>
李德仁表示,未來中國應(yīng)該致力于建立航空遙感應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)以及空天地一體化的對地觀測網(wǎng)格; 提高航空、航天傳感器的定規(guī)定姿精度和成像質(zhì)量; 研發(fā)快速、智能和自動化數(shù)據(jù)處理的方法。
事實上,高分辨率對地觀測系統(tǒng),被列入《國家科學(xué)技術(shù)中長期規(guī)劃綱要(2006~2020)》中確定的重大專項之一,高分辨率對地觀測系統(tǒng)的內(nèi)容和目標分別是: 重點發(fā)展基于衛(wèi)星、飛機和平流層飛艇的高分辨率先進觀測系統(tǒng); 形成時空協(xié)調(diào)、全天候、全天時的對地觀測系統(tǒng); 建立對地觀測數(shù)據(jù)中心等地面支撐和運行系統(tǒng),提高我國空間數(shù)據(jù)自給率,形成空間信息產(chǎn)業(yè)鏈。
李曉波告訴記者: “國土資源部是中國最大的遙感用戶,我們將逐步轉(zhuǎn)向使用國產(chǎn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),推動國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用是國土資源部義不容辭的責(zé)任?!?/P>
“國產(chǎn)衛(wèi)星本身可以提供非常好的數(shù)據(jù)源,而且價格低。我們做應(yīng)用平臺的時候,也是把國產(chǎn)衛(wèi)星作為主要的數(shù)據(jù)源之一,構(gòu)筑一個多元的、多比例尺的數(shù)據(jù)庫?!背虝躁柦榻B說,“市場上非常期待國產(chǎn)衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展,只要國產(chǎn)衛(wèi)星遙感的數(shù)據(jù)質(zhì)量、服務(wù)等達到用戶要求,我們就能利用已有的銷售網(wǎng)絡(luò),把它們逐步充實到行業(yè)應(yīng)用中。
小知識
遙感,就是從不同的角度、不同的高度探測地面目標的特性。從目標上可以分為陸地資源遙感、海洋遙感和氣象遙感,包括地面、海洋、大氣等,主要是對地面觀測。從高度上講有航空遙感和衛(wèi)星遙感,航空遙感的高度一般在3000米到5000米之間,衛(wèi)星遙感一般從500公里到900公里。按遙感的物理波段來分的話,又可以分為可見光遙感、紅外遙感和微波遙感。
遙感最主要的特點就是覆蓋范圍寬、頻率高、信息量大。比如用人的肉眼來觀察事物,一般都是從前后左右四個方向進行,但遙感不一樣,它現(xiàn)在已經(jīng)能從200多個角度觀察某一個物體,可以做一個形象的比喻: 現(xiàn)在普遍使用的可見光遙感就像一個靈敏度和精度都非常高,而且覆蓋范圍也很大的照相機。
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