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卫星测绘产业迈入智能化发展时代

2023-03-03 23:13:05 1601

摘要:10月12日0时57分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将高分十三号卫星发射升空,我国在轨遥感卫星大家族又新添了一员。遥感卫星的类型很多,测绘卫星就是其中非常重要的组成部分。测绘卫星,顾名思义,特指那些具备立体测图或高程测量...

10月12日0时57分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将高分十三号卫星发射升空,我国在轨遥感卫星大家族又新添了一员。

遥感卫星的类型很多,测绘卫星就是其中非常重要的组成部分。测绘卫星,顾名思义,特指那些具备立体测图或高程测量能力的遥感卫星。它通过立体观测获取地表目标高精度的三维几何和物理属性,因此在军事和民用领域有着最为基础和广泛的应用。进入21世纪以来,随着高分辨率遥感卫星载荷技术和地理空间信息产业的迅猛发展,测绘卫星获得了广阔的发展空间。

早在2002年,法国发射的SPOT5立体测图卫星在有地面控制点的情况下,可以测制1:5万地形图,而当时我国还有一定的差距。资源三号卫星是我国航天和测绘工作者共同打造的高分辨率立体测图卫星,通过8年攻关,突破了自主卫星测图关键技术,攻克了国产卫星几何检校和数据处理等技术难题。随着资源三号卫星于2012年1月升空,我国实现了1:5万测图从无到有的历史性突破,解决了长期制约我国高精度地理空间信息获取的瓶颈问题,使我国成为国际上少数几个掌握成套卫星测绘技术的国家之一。

2019年11月,我国的高分七号卫星发射成功引发广泛关注。高分七号是我国对地观测系统重大专项的重要组成部分,是我国首颗民用亚米级高分辨率光学立体测绘卫星,其主要任务是开展1:1万立体测图。如果说资源三号实现了从难以测图到立体测图的跨越,那么高分七号则实现了立体测图从1:5万到1:1万的技术跨越。

我国的卫星测绘产业正在从卫星测绘发展到卫星遥感。除了光学测绘之外,我们还在发展高光谱遥感、激光测高、干涉雷达测量及重力测量在内的五大类测绘遥感卫星。这五种类型的测绘遥感卫星本身就包含诸多难题和创新。在卫星影像的基础上,我们也正在利用人工智能、深度学习等技术,开展信息提取、变化发现、决策支持等方面的工作,卫星测绘正迎来一个前所未有的发展机遇。

目前,自然资源部国土卫星遥感应用中心的数据量已经积累到7.3PB,近五年内数据量会达到40PB,将拥有海量的遥感卫星数据。同时,遥感数据正在和地理信息、国土资源、生态环境、交通等相关信息结合在一起,形成卫星测绘遥感领域的大数据,这对测绘行业乃至整个自然资源领域都是一个前所未有的机遇。

随着卫星数量的增加,影像的覆盖能力比以前有了质的提升。过去,2米分辨率的卫星平均3年才能覆盖全国一遍,目前2米分辨率的卫星平均每个季度即可覆盖一次,在我国的北方地区,甚至一个月即可覆盖一次。2018年,卫星中心数据日处理量已达50TB,到2019年达到了80TB。可以说卫星遥感大数据本身就是一个“金矿”,希望大家都来采金,协同创新,把卫星遥感影像大数据的应用发展到新的阶段。

基于卫星影像的智能化监测能力已经取得了长足的进步。目前卫星中心已经完成了全国面积大于一平方公里面积水系的自动化提取,交通道路的要素提取也实现了比较高程度的自动化,土地利用变化发现的自动化程度也在不断提高,2米分辨率的建设用地变化每个季度完成一遍。同时,我们开展了许多样本数据的学习,包括光伏用地、风力发电等等要素的提取已经实现了全自动化。随着机器深度学习能力的不断提升,和新型遥感数据拥抱在一起,会产生更多智能化的测绘理念和智慧化的成果,服务自然资源管理,为国家治理体系和治理能力现代化、生态文明建设,以及高质量提供遥感信息和技术支撑。

卫星测绘是面向全球的,而不仅仅是中国。自然资源部国土卫星遥感应用中心目前在全球建设了18个国家应用服务节点,向38个国家的公益性机构免费推送卫星影像数据,希望我国的卫星测绘事业能够更好地推进卫星遥感技术和数据资源的全球共享与服务,从而建设全球地理信息知识与创新中心。

(唐新明 作者系自然资源部国土卫星遥感应用中心总工程师,资源三号卫星工程应用系统总设计师)

来源: 科技日报

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