國土資源衛星遙感應用與發展

· 文 |國土資源部科技與國際合作司 高平

國土資源衛星遙感應用與發展

· 文 |國土資源部科技與國際合作司 高平

編者按：

國土資源部承擔保護與合理利用土地資源、礦產資源、海洋資源等自然資源的責任。按照國家對國土資源管理、防災減災體系建設等方面的總體部署，土地、地礦、地質災害等行業充分利用衛星遙感等高新技術，已將全國土地調查監測、地質礦產資源與地質災害環境遙感調查與監測、地質災害及重大地質事件應急響應等主體業務逐步納入部門經常性工作，其目標成果直接服務于部門職能履行。

一、衛星遙感技術及數據應用于國土資源監管

衛星遙感技術及數據已實現在國土資源管理主體業務中的常態化、規模化應用，建成了國土資源“批、供、用、補、查”綜合監管平臺，形成了國土資源“天上看、地上查、網上管”的現代化立體監管體系。具體體現在如下三個方面。

1. 土地資源調查監測

利用遙感技術于20世紀80年代初期完成了全國土地利用概查，歷時12年開展了第一次全國土地利用現狀調查，歷時三年完成了1∶1萬比例尺精度為主的第二次全國土地調查，已連續5年每年完成覆蓋全國陸域國土的土地利用變更調查監測與核查，連續5年開展全國土地利用宏觀監測，定期開展土地生態遙感監測。如圖1所示為2013年全國土地利用變更調查監測與核查區分布示意圖。

圖1　2013年全國土地利用變更調查監測與核查區分布示意圖

2. 衛片執法檢查

利用衛星遙感技術，連續十余年開展了全國土地利用、礦山開發“衛片”執法檢查，為監察部、人力資源和社會保障部、國土資源部三部委聯合發布的《違反土地管理規定行為處分辦法》（15號令）的實施提供了技術支撐。某地礦產資源開發監測情況如圖2所示。

圖2　某地礦產資源開發監測圖

3. 地質調查和礦產資源勘查

1999年以來，每年利用衛星遙感技術開展基礎比例尺地質礦產調查填圖、生態地質環境調查與監測，連續十多年實施全國163個重點礦集區礦產資源開發多目標遙感調查與監測，重要成礦區帶遙感地質調查，以1∶5萬遙感地質調查為主要手段的礦產資源遠景調查。某地地質礦產調查遙感異常圖如圖3所示。

圖3　某地地質礦產調查遙感異常圖

4. 地質災害調查監測

2003年以來，利用衛星遙感等技術，國土資源部和中國氣象局聯合開展地質災害氣象預警預報工作。在實施環渤海、長三角等地區地面沉降遙感調查與監測、重地質災害應急調查與監測中也逐步加入遙感技術的應用。圖4所示為高分一號云南東川遙感地質災害調查圖。

圖4　高分一號云南東川遙感地質災害調查圖

二、衛星遙感數據的需求顯著增長

國家中長期發展戰略提出的保障資源供給、保護耕地資源、維護國土安全，建立不動產統一登記制度，實施資源、能源“走出去”戰略，防范和減少地質災害，加強生態建設，持續穩定更新基礎地理信息等重大任務目標。按照國家領導人要求，要利用衛星遙感等技術手段，對必保的耕地進行全天候監測，需要對紅線區域的耕地資源進行隨時、隨地、隨機監測，以及對突發事件進行應急監測。新的發展形勢，對加快國家空間基礎設施建設、建立以衛星遙感為支撐的現代化資源調查監管體系和災害監測預警體系等均提出了更高的要求，需要逐步形成全天候監測能力，以提高事中、事后監測監管水平。可以預見，隨著國土資源事業的不斷發展，對衛星遙感數據的需求顯著增長。

1. 在調查監測精度方面

需要滿足1∶50萬-1∶5000精度要求的數據，其中1∶5萬-1∶1萬精度要求的數據80%需要每年更新，且精度要求逐年提高，如2014年度全國土地利用變更調查監測與核查中一類區已增加至約130萬平方千米。未來十年，國土資源業務所需高分辨率數據更新量約1000萬平方千米/年。雖然國產衛星的數據保障能力大幅提升，從2007年二次調查數據占比30%，到2012年一張圖工程數據占比約70%，再到2013年一張圖工程數據占比達到84%，但是數據保障能力離應用需要還有較大差距，每年5個月數據采集時間太長，優于1m的高分辨率衛星數據90%依賴國外。

2. 在連片覆蓋能力方面

要求快速獲取并及時處理覆蓋完整行政轄區的數據。未來五至十年即將開展的第三次全國土地調查、全天候土地資源與生態遙感監測、找礦突破戰略行動、全國基礎地質遙感調查、全國地質災害遙感調查與監測、全國礦產資源遙感勘查、全國地質環境遙感調查與監測等國土資源主體工作都有這方面的應用要求。

3. 在應急性要求方面

突發性地質災害、重大土地違法事件調查等，要求第一時間獲取遙感影像，做出快速評估分析。雖然可用衛星不少，但單星作業為主，觀測能力不匹配，一個月內有效覆蓋我國全境不足30%。有效覆蓋我國全境約需4-5個月，無法滿足全國調查1年、年度監測1個月、季度監測10天、應急監測小時級的應用要求。

三、積極推動國產衛星應用，支持國土資源事業

為了支撐國土資源事業的快速發展，國土資源部積極推動國產衛星及應用發展。從參與中巴地球資源衛星01、02衛星應用，到與原國防科工委簽署《關于中巴地球資源衛星02B星主用戶機制試點的協議》擔當02B主用戶，CBERS系列衛星數據在國土資源管理業務中得到廣泛應用。資源一號02C衛星的發射，標志著我國遙感衛星從科研試驗型向業務應用型的轉變。02C星在軌運行4年多，國土資源部探索完成業務衛星應用機制，有力推動了02C星數據的廣泛應用。如在全國土地變更調查與遙感監測工程中，2012年替代國外數據約75萬平方千米，2013年替代約107萬平方千米、補充39.44萬平方千米，2014年替代約104萬平方千米，2015年替代約86萬平方千米。在高分專項中，國土資源部作為GF-1、2衛星牽頭主用戶，GF-5衛星主用戶之一，積極參與高分各衛星的應用示范與業務推廣工作，積極推動高分數據進入國土資源遙感調查監測與監管業務主流程。同時，國土資源部還積極參加相關國家衛星業務規劃的編制。牽頭編制的《陸海觀測衛星業務發展規劃（2011-2020年）》，于2012年3月30日國務院批準實施。主體內容也基本納入《國家空間基礎設施中長期發展規劃》。

下一步，國土資源部將按照“需求牽引、統籌規劃、逐項落實”的思路，以2米/8米光學衛星（3顆）等業務衛星工程為牽引，推動實施國土資源國產衛星業務應用工程，構建國土資源衛星應用體系網絡，提升國產衛星在國土資源主體業務中規模化工程化應用水平。