我國陸地觀測衛星應用技術發展

文 ∣ 王海燕 何偉 馮春 中國資源衛星應用中心

我國已經建設了國家陸地觀測衛星大型地面系統設施，實現了衛星數據集中處理、統一存檔和統一分發。陸地觀測衛星應用技術包括衛星地面系統、衛星數據分發服務體系、在軌衛星定標檢校和信息系統集成服務四個方面的內容。

我國已經建成了四代衛星地面系統；形成了基于專線、電子政務網和互聯網“三網合一”的不同層次、多類用戶的數據分發體系；建立了多種衛星多個定標場，實現了在軌衛星定標的業務化運行，每年定期更新定標系數；建立了衛星應用綜合信息集成服務平臺，推動衛星數據“落地”，帶動了地理信息的產業化發展。

一、衛星地面系統

1999年，我國成功引進了中巴地球資源衛星01星（CBERS-01）地面系統。2007年，自主研制了CBERS-02B星地面系統，初步形成了分布式計算、集中存儲的地面處理系統體系架構。2008年，集中統一的國家陸地觀測衛星地面系統投入運行，承擔了CBERS系列03星、04星和環境減災小衛星A、B、C星（HJ-1A/B/C）5顆衛星數據的標準化處理、產品存檔、分發和服務。2013年，高分一號衛星（GF-1）發射成功，我國陸地觀測衛星地面系統集成了無限帶寬（Infiniband）等先進網絡技術，實現了萬兆網絡。目前，空間基礎設施陸地觀測衛星地面系統正在順利實施，以云計算、云存儲為架構，衛星數據處理效率大大提高。圖1為衛星地面系統發展圖。

圖1 衛星地面系統發展

綜上所述，我國已經建成了四代衛星地面系統，包括CBERS-0 1/02/02 B星地面系統、國家陸地觀測衛星地面系統、資源三號衛星地面系統和高分專項（民用部分）衛星地面系統。

地面系統由八個分系統組成，通過接收、處理、存檔、分發以及科學的任務規劃編排，最大限度獲取用戶所需數據，使衛星應用的效益發揮到最大?；谠萍軜嫷牡谖宕b感衛星地面系統目前正在建設當中。圖2為地面系統工作模式。

圖2 地面系統工作模式示意圖

二、衛星數據分發服務體系

1999年，我國引進了C/S結構服務系統；2005年，第一次實現了B/S結構的面向“互聯網”的分發服務系統；2008年，第一次實現了“互聯網+專線”分發數據模式；2011年，實現了“遙感+GIS”交互的分發設計；2013年，建設了“三網合一”的分發服務網絡體系；2017年，初步完成了基于“大數據+微服務”架構的分發服務平臺；2018年，初步實現了“全分辨率影像數據實時發布”的新的分發服務模式。

我國已經建成了陸地觀測衛星數據服務平臺，該平臺是一個統一的、開放的平臺，陸地觀測衛星數據可通過該平臺進行查詢、訂購和下載。該平臺的主要技術指標為支持2000人同時在線訪問，支持100人同時在線檢索，當天數據當天準實時發布。

我國已形成了基于專線、電子政務網和互聯網“三網合一”的不同層次、多類用戶的數據分發體系（圖3）。與自然資源部、生態環境部、水利部、住建部、減災委、交通運輸部等國家部委建設了21條專線，實現了數據的自動推送服務。電子政務網覆蓋范圍擴展到京內85家部委行業用戶以及京外31個省、自治區、直轄市以及新疆建設兵團。所有與互聯網連接的用戶都可通過互聯網方便快速獲得數據。

圖3 “三網合一”的不同層次、多類用戶的數據分發體系

目前，已向用戶分發各類產品數據累計突破4000萬景，注冊用戶量約1.6萬。用戶可通過陸地觀測衛星數據服務平臺獲取數據，整個獲取過程完全自動化、自助化。

三、在軌衛星定標檢校

從2000年起，我國首次開展敦煌絕對輻射校正試驗；2008年，HJ-1B青海湖熱紅外定標試驗；2010年，內蒙古鄂托克旗SAR定標場建成；2013年，建成嵩山固定靶標場；2014年9月，建成數字化幾何檢校場（新疆伊犁、京冀豫、河南安陽）；2014年10月，高分專項定標檢校分系統實施；2016年，高分三號SAR內蒙古定標試驗；2017年1月，空基“十二五”定標場網項目實施；2017年12月，建成云南數字化幾何檢校場；2018年，建成敦煌、青海湖自動化觀測設施，初步實現業務化定標；2019年1月，空基“十三五”定標場網項目實施；2019年6月，建成云南低緯度定標場。

目前，我國在軌衛星校正場已覆蓋了可見光、紅外、激光雷達、微波遙感等多種衛星，每年開展在軌衛星的業務化定標試驗，結合交叉定標試驗，定期更新與發布各類在軌衛星的定標系數。

四、信息系統集成服務

衛星應用綜合信息集成服務平臺可以充分發揮遙感數據的價值，結合實際業務需求直接產出應用專題產品。通過平臺，利用國產衛星數據以“軟件+服務”的模式打造綜合信息集合服務，將衛星數據“落地”，支持地方政府決策管理，長期業務化運行于國土、水利以及沉降等行業，實現行業與地區分布推廣；帶動地理信息、云計算以及北斗等產業，促進地方經濟發展，為地方產業建設提供數據、信息、技術及人才支撐；促進信息綜合與融合，完成“孤島信息”到“智能信息”的轉變；促進智慧城市建設，結合物聯網、云計算等產生更多產品與產業，推動經濟發展與政府管理進步。