遙感大數據助推城市發展

文｜陳向東

1957年10月4日，前蘇聯成功把世界第一顆球體直徑為55厘米、繞地球一周需要1小時35分的人造衛星送入900公里高的軌道。1960年4月1日美國發射了全球第一個氣象衛星TIROS1號，開始了人類對地觀測的新時代。

目前人類已向太空發射了幾百顆對地觀測衛星，形成了各類專業衛星系統。2018年前6個月全球共發射火箭55次，飛行器總數達177顆。

2018上半年全球發射衛星統計表

從飛行器角度來看，全部飛行器按國別來分，美國72顆，中國41顆，歐盟26顆，俄羅斯8顆，其他國家30顆，僅中美兩國發射的衛星已占全部衛星的63.8%。按業務功能分為通信衛星40顆，導航衛星8顆，遙感衛星54顆，試驗衛星41顆，其他飛行器34顆。按軌道分，140顆LEO衛星，18顆GEO衛星，11顆MEO衛星，1顆HEO衛星，7顆星際軌道飛行器。其中，遙感衛星發射數量占據顯著優勢，尤其是中國發射的遙感衛星超過發射總數的一半。

遙感衛星發射數目眾多，一方面是由于全球對地球觀測的需求旺盛，另一方面是因為遙感星座的部署。

“鴿群星座”由美國的衛星成像初創公司星球實驗室（Planet Labs）研制，旨在建立最廉價、快捷、適用性更強的遙感衛星數據獲取系統，鴿群星座（Flock）已發射了5顆衛星，將建成全球規模最大的地球遙感影像衛星星座，實現對全球每天一次的重復觀測頻率，將是世界上唯一具有全球高分辨率、高頻次、全覆蓋能力的遙感衛星系統。

中國對地觀測新序幕

中國的資源衛星起步于中國與巴西的合作，首顆CBERS衛星于1999年10月14日由CZ-4B運載火箭發射，至今發射了13顆國產陸地觀測衛星，形成了中巴地球資源、環境減災、實踐、資源、測繪和高分專項6大系列。

國家重大專項增強我國的遙感能力，國家中長期科技發展規劃中包括天基、臨近空間和航空等系統在內的高分辨率對地觀測重大專項已順利實施，到目前為止，已發射GF-1、GF-2、GF-3、GF-4、GF-5， 其余高分衛星GF-6和GF-7也將在近年陸續發射升空并投入運行。

我國已在各省市自治區建立了30個高分中心，形成了高分相關標準規范，300余項數據、信息、軟件和應用產品，面向全國40多個行業提供服務。高分專項的實施掀開了遙感新時代，進入了民用航天遙感的亞米級時代。

商業化遙感成為國家系統的重要補充

本世紀以來，商業化遙感在我國陸續興起，衛星遙感企業陸續成立，發射了一系列商業遙感衛星。如北京21世紀公司的北京一號和北京二號，吉林長光衛星公司的吉林一號等，另外深圳一號、嘉定一號等衛星也在準備之中，對于監測地面物體的動態變化具有重大意義。發展商業遙感系統、吸取民間資本進入航天領域是國家政策，也是體制機制的創新。

遙感數據具有大數據的特征。一是宏觀性（Macroscopic），即一景遙感影像的覆蓋范圍從數平方公里—數百平方公里—數千平方公里，甚至數萬、數十萬以至數千萬平方公里，既能明察秋毫、又可洞察宇宙。二是海量性（Big Capacity），即遙感數據具有單項數據量較大（GB級及以上）的特征，高分二號衛星10分鐘過境下傳的數據超過4.8TB，后續高分衛星數據將增加數倍甚至數十倍。三是客觀性（Objectivity）&真實性（Veracity），即遙感數據通過衛星或飛機獲取，完全客觀反映了地面的真實狀況。四是多源性（Variety），即可見光波段、紫外、紅外（短波紅外、熱紅外）、微波、激光等均可通過遙感獲取。五是實時性（Real-time），即連續在軌運行、持續觀察地球、不斷收集數據。

比如利用遙感衛星可對北京市不同時期城市建設規模面積對比，經對比可知，1978-2010年建成區面積由161平方公里增至1734平方公里，城市擴展了十倍多。珞珈一號衛星中的01星，是國內第一顆專業夜光遙感衛星，對于我國夜光遙感衛星的發展和遙感在社會經濟領域應用具有開創意義。

自然資源部、生態環境部、住房和城鄉建設部、應急管理部、國防科工局以及科學技術部等都在領導、支持、協調我國衛星和航空遙感應用方面做出了巨大的努力；航天科技集團、中國科學院等在衛星研制、生產，遙感載荷的研制和發展方面取得了巨大的成功；主要業務部門都建立了遙感中心或應用中心，如資源衛星應用中心、氣象衛星中心、海洋衛星中心、環境衛星應用中心、農業遙感中心等。商業化遙感機制順利發展、商業遙感企業相繼成立、體現了遙感的經濟和商業價值。