高分專項在江西省的應用與實踐初探

文｜周朝陽 馮霞

江西省國防科技信息和衛星應用中心

一、前言

隨著以高分辨率對地觀測系統重大專項（以下簡稱“高分專項”）為代表的我國空間基礎設施的逐步建設完善，國內高分辨率對地觀測技術實現了一個“從有到好”的巨大跨越。不僅是分辨率上的提升，影像質量和獲取能力、處理能力、綜合應用都發生了質的變化，整個行業的基礎技術都得到了突破性的發展，有力支撐了防災減災、國家安全、國土資源、農業資源、水資源、林業資源、海洋資源等監測與開發利用、水環境、大氣環境和生態環境監測、宜居環境監測與營造、城市精細化管理與城鄉一體化建設、地球系統科學研究、氣象監測、地理測繪等重點領域的應用需求。

為推動江西省衛星應用產業發展，2015 年3 月，江西省人民政府向國家國防科工局申請設立高分辨率對地觀測系統江西數據與應用中心（以下簡稱“高分江西中心”）。高分江西中心于2016 年2 月25日在南昌正式揭牌，依托江西省國防科技信息和衛星應用中心建設，直屬于江西省工業和信息化廳（江西省國防科技工業辦公室）管理。得益于高分江西中心的建設和運營推廣，省內高分衛星數據應用步入快車道，在多行業產生了一大批典型示范應用成果，并在自然災害應急監測等重大事件應對中發揮了重要作用。

二、應用現狀

截至2023 年2 月，高分江西中心累計獲取江西省境內高分一號至高分七號衛星數據6 萬余景，數據量超過60TB，建成“江西省高分數據共享服務平臺”，實現數據的在線查詢、需求定制、數據下載，累計已向省內外50 余家單位分發衛星數據和成果數據2 萬余景，并大力推進高分衛星數據的行業和區域的業務化應用。

1.發布管理辦法

為做好政策保障，2016 年9 月，由主管部門江西省國防科技工業辦公室印發了《江西省高分辨率對地觀測系統重大專項衛星遙感數據管理暫行辦法》，該辦法明確了高分數據的內涵、管理原則，規范了高分數據的分級分類、申請和分發、推廣應用和成果管理、國際合作與服務、保密管理等，為規范數據管理，促進數據應用奠定了政策基礎。

2.成立應用聯盟

2017 年，為了進一步暢通應用渠道，搭建技術服務體系，由高分江西中心牽頭，聯合南昌大學、東華理工大學、江西理工大學、江西省林業有害生物防治檢疫局、江西省減災備災中心、江西省防汛信息中心、江西省水利科學院、江西省地質環境監測總站等省內16 家遙感應用重點高校和骨干企事業單位，組建“高分辨率對地觀測系統江西數據應用產業技術創新戰略聯盟”（以下簡稱“高分產業聯盟”），旨在搭建良好交流平臺，進行衛星數據處理的協同研發與應用，在多源數據需求供給、建立災害應急工作機制、示范工程建設等方面加強合作，致力于江西高分應用產業及空間信息產業的全面發展。

3.建設重大項目

自2017 年至2022 年，高分江西中心牽頭省內外高分衛星數據應用相關重點企事業單位向國防科工局成功申報了第一批、第二批、第三批高分重大專項省域產業化應用項目，合計批復經費8032萬元，其中國撥補助資金合計1356 萬元。經過前期建設，江西省區域（長江經濟帶）生態環境綜合監管產業化應用項目、江西省贛江流域水環境監測平臺產業化應用項目皆已順利通過驗收。項目基于高分衛星數據，在生態環境監管、水環境監測等領域建成8套業務化應用系統平臺和大量專題信息產品，在省內農業、林業、生態環保、水利、防災減災等領域進行了成果推廣，提升了行業應用信息化水平。在贛州、吉安、九江等十一個地市建成覆蓋市、縣、鄉鎮級別的應用成果，推動區域示范應用。項目建設過程中，共簽訂相關技術和數據服務合同四十余份，合同金額四千余萬元。

4.建立產品體系

目前，高分衛星數據已在省內自然資源、工業、農業、林業、水利、生態環保、審計、地質、智慧城市等11 個行業進行了應用推廣，開展了26 個子類的應用示范工程建設，已初步建成“江西高分應用產品體系”，形成了完整的產品清單及服務清單（圖1）。

圖1 江西高分應用產品體系圖

在自然資源領域，高分衛星數據被廣泛應用于地理國情普查、衛片綜合執法等，開展了贛江新區土地利用現狀調查和城市規劃應用。在農業領域，省內基于高分數據開展了耕地、基本農田、高標準農田等農業資源監測；撫州市農業局開展了水稻種植面積、長勢、災害、產量和收割進度監測，為政務決策提供數據支撐（圖2）。在林業方面，基于高分數據能夠構建森林資源與生態環境監測、分析與評價的指標體系并開展應用示范，全面提升森林資源監測、預警水平，大大提高了林業執法部門發現亂砍亂伐違法行為的時間效率；江西省林業有害生物防治檢疫中心基于高分衛星數據在省內廣泛開展松材線蟲災害監測，并已進入業務化應用（圖3）；省內部分地市開始了基于高分衛星數據開展林權交易真實性檢驗、林業保險服務等試點應用，助力森林金融高質量發展。

圖2 撫州市水稻收割進度監測

圖3 林業病蟲害監測

在工業領域，能夠充分發揮高分遙感監測多視角、高精度、直觀、可視性好等優勢，從項目規劃到竣工運營進行全過程、大范圍、長序列持續監測監控，結合工業項目多源多類型數據，對江西全省工業項目的產業類型與規模開展多維度分析。對于創新工業項目調度推進體系，提升重大工業投資項目綜合管理水平具有重要意義，該工作被列入2021年度江西省深改委工作計劃，為工業主管部門業務開展提供了客觀、便捷的技術手段。在生態環保領域，基于高分數據開展了南磯山濕地國家級自然保護區、鄱陽湖、艾溪湖濕地公園等區域的土地利用分類監測、生態環境變化監測等，動態分析土地利用變化、水土流失等情況，提升保護區治理及保護水平。省內濕地主管部門聯合江西師范大學建成全省濕地智慧監管平臺和鄱陽生態環境監測預警平臺，江西理工大學牽頭建成贛江流域水環境監測平臺，提供水質監測技術服務等。

在水利方面，江西省水利信息中心、江西省水投江河信息技術有限公司利用高分數據，開展了江西省水利“高分一張圖”的建設及更新工作，為“智慧水利”的建設提供了數據支撐。在地質應用方面，江西省地質環境監測總站利用高分數據進行環鄱陽湖區地質水環境現狀調查；江西省地質調查勘查院利用高分數據開展了省域地質災害風險普查；江西省飛尚科技有限公司利用高分數據開展了銅鼓縣的地質災害監測工作，取得了良好的應用成效。

高分衛星數據為審計工作提供了真實客觀的信息來源，省內審計主管部門基于歷史影像開展了扶貧項目建設審計，新余市、鷹潭市等地區領導干部自然資源離任審計。2020 年年初，新冠肺炎疫情爆發，為做好疫情后產業復工情況調查，高分江西中心基于熱紅外數據及高分衛星數據開展了南昌市復工復產情況監測（圖4），并將相關成果上報給主管部門。此外，省內還利用高分數據開展了違法鍛造地條鋼遙感監測、海昏侯遺址公園監測與專題圖制作等。南昌市高新區建成“智慧城管平臺”和“智慧環保平臺”，接入高分數據開展信息分析。

圖4 復工復產監測

三、典型應用

江西是全國遭受自然災害較為嚴重的省份之一，災害種類多、發生頻率高、造成損失大、抗災能力較弱是其主要特征[4]。高分專項因其高時間分辨率、高空間分辨率、高光譜分辨率等優勢，能夠為災害監測和救援提供“天眼”支撐，服務江西省重大自然災害、國家權益維護、重大環境事件以及各類突發公共事件等應急決策。高分江西中心聯合省內外優勢單位，基于高分應急數據開展了2016年濱田水庫決堤、2019 年吉安地區城市內澇災害監測。在2020 年鄱陽湖區重大洪澇災害期間，高分江西中心緊急申請國防科工局重大專項工程中心啟動應急拍攝程序，12 小時內獲取到應急數據（圖5），并將數據迅速分發至防汛一線單位，同時開展了災情分析，對外持續發布五次監測報告，相關成果被國內主要媒體轉載報道，引起了社會廣泛關注。“高分衛星為長江淮河流域2020 年特大暴雨洪澇災害搶險救災提供重要支撐”成功入選2020 年度中國遙感領域十大事件。

圖5 昌洲鄉淹沒區監測

2022 年6 月贛東北地區樂安河流域爆發洪澇災害，6 月20 日，江西省防汛應急響應級別由Ⅲ級提升至Ⅱ級。21 日16 時，全省河道共22 個河道站超警戒。上饒市樂安河流域以及信江上游出現超歷史洪水，部分堤防出險，共出現11 處13.6km 的堤防險情，防汛抗災形勢十分嚴峻。高分江西中心再次申請啟動對重點受災區域高分衛星應急觀測，國防科工局重大專項工程中心迅速響應，高分江西中心在獲取應急數據后第一時間將數據分發至十余家防汛相關單位。聯合江西省減災備災中心等單位開展了數據分析，將分析成果提交至江西省防汛抗旱指揮部，為災情研判、災害救援等工作提供了數據支撐（圖6）。7 月4 日，省長葉建春對該工作作出批示：“要繼續加強協同，不斷提高災害監測預警水平，更好保障人民群眾生命財產安全，創造江西經驗”。

2022 年下半年，江西省遭遇幾十年不遇的“主汛期返旱”，10 月中旬，為宏觀、快速、客觀地掌握全省實際干旱狀況以及不同區域的干旱程度，為相關主管部門提供及時、準確的信息資料，高分江西中心聯合相關單位開展了衛星遙感江西省干旱災害應急監測?；跅l件溫度植被指數（VTCI）值及其變化值對全省4—10 月份的干旱程度、旱情發展等進行了態勢分析，將分析報告第一時間遞交至相關主管部門，為后續旱情救援提供了重要技術參考。該報告獲得多位省領導的直接批示，創造了良好的江西經驗（圖7）。

圖7 2020 年8 月與2022 年8 月鄱陽湖區水域范圍對比圖

四、總結與展望

高分專項在贛深入應用推廣7 年以來，省內高分衛星數據對國外同級別衛星數據綜合替代率達80%以上，每年節約數據采購費一千余萬元。專項在贛應用推廣對于促進政府綜合治理體系和治理能力現代化建設具有重要支撐作用，極大地提升了行業信息化、數字化應用水平和江西省災害預警監測、重大事件應對能力，創造了巨大的經濟和社會效益，推動了江西省衛星應用產業和空間信息產業的發展。展望未來，“十四五”期間，依托高分產業聯盟，密切保持與省內外重點遙感企事業單位的聯系，加快全省政務數據整合，創新省內高分衛星應用新模式。繼續完善產品應用體系，拓展專項推廣邊界，整合資源，推動高分在省內的知識普及和深度應用，打破高分遙感數據壁壘，促進高分應用與社會信息化深度融合發展。重點開展以下幾方面工作。

1.進一步做好數據資源共享

依托高分產業聯盟，充分發揮高分江西中心公益職能，加強與省內有關政府部門、企事業單位、行業協會、從業人員、社會公眾的聯系，及時更新發布高分專項數據和應用產品目錄，優化數據共享機制，進一步提升高分衛星數據使用率。

2.進一步強化技術協同研發

在數據分析、行業示范應用、可視化實現、深度信息挖掘等方面充分發揮高分專項的科技創新引領作用，加強高分技術省域合作，與省內外技術領先、經驗豐富的遙感企事業單位建立技術保障體系，提升行業應用水平。

3.進一步提升災情監測保障能力

打通應急數據獲取、分發渠道，與國防科工局重大專項工程中心、中國資源衛星應用中心等建立應急數據獲取協同工作程序，強化高分中心與省內應急、水利、氣象、自然資源等部門災情信息協同共享，共同建立應急救災工作機制，暢通信息互通渠道，實現多源數據的綜合分析研判，提升災情監測的數據和技術保障能力。