高分區(qū)域典型應(yīng)用成果

2006年，《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》將高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)列為重大專項(xiàng)（簡稱高分專項(xiàng)）。2010年5月，高分專項(xiàng)全面啟動(dòng)實(shí)施。

專項(xiàng)實(shí)施以來，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮地方開展高分區(qū)域應(yīng)用的積極性，建立高分省級(jí)數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心，打通高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)的區(qū)域分發(fā)途徑，實(shí)現(xiàn)高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)本地化快速服務(wù)，將高分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用與地方政府的日常管理相結(jié)合，提升地方政府治理能力、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。結(jié)合“一帶一路”、“京津冀一體化”、“長江經(jīng)濟(jì)帶”等國家重大戰(zhàn)略布局，以及區(qū)域區(qū)位特點(diǎn)，采取市場化手段、以企業(yè)為主體，開展高分區(qū)域應(yīng)用，培育和帶動(dòng)地方衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)群體，帶動(dòng)區(qū)域應(yīng)用創(chuàng)新，擴(kuò)大高分衛(wèi)星應(yīng)用規(guī)模，推動(dòng)區(qū)域高分應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

一、北京市高分應(yīng)用成果

高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)北京數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心主要開展了北京市區(qū)域應(yīng)用和首都圈應(yīng)用示范。

1．北京市區(qū)域應(yīng)用

高分北京中心利用高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)在北京市國土資源管理、農(nóng)業(yè)資源統(tǒng)計(jì)、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、城市精細(xì)化管理等多個(gè)領(lǐng)域數(shù)十個(gè)應(yīng)用方向深入開展遙感應(yīng)用，形成業(yè)務(wù)化區(qū)域應(yīng)用模式。典型應(yīng)用如下：

（1）土地批后監(jiān)管

服務(wù)于北京市國土資源局，利用高分辨率遙感衛(wèi)星影像按季度對(duì)北京市土地征收、一級(jí)開發(fā)、儲(chǔ)備、供應(yīng)項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)情況實(shí)施滾動(dòng)監(jiān)測，形成基于遙感的“征、供、用、補(bǔ)、查”一體化批后監(jiān)管，為摸清土地批后利用情況、核查閑置土地、監(jiān)督土地開發(fā)和供應(yīng)合同履行提供重要依據(jù)。

（2）主要農(nóng)作物動(dòng)態(tài)監(jiān)測

服務(wù)于北京市統(tǒng)計(jì)局，利用高分辨率遙感衛(wèi)星影像按季度對(duì)北京市主要農(nóng)作物（冬小麥、玉米）播種面積進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。在農(nóng)業(yè)管理領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)了全市域冬小麥耕種面積精確到地塊；在統(tǒng)計(jì)管理領(lǐng)域由傳統(tǒng)的地面調(diào)查方式，轉(zhuǎn)變?yōu)檫b感調(diào)查方式，創(chuàng)建了“遙感調(diào)查為主、地面調(diào)查為輔”的新型統(tǒng)計(jì)工作模式，有效解決傳統(tǒng)人工統(tǒng)計(jì)方法“層層匯總、逐級(jí)上報(bào)”可能產(chǎn)生的瞞報(bào)、虛報(bào)、漏報(bào)等問題，增強(qiáng)了統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的更新程度，使統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)獲得跨越式發(fā)展。

（3）輔助林政資源管理

服務(wù)于北京市林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院，基于多源高分辨率遙感衛(wèi)星影像，對(duì)森林資源的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林資源的動(dòng)態(tài)變化，為管理部門開展資源區(qū)劃、調(diào)查、林政執(zhí)法等業(yè)務(wù)提供空間數(shù)據(jù)支撐。

（4）地表塵源/污染源監(jiān)測

服務(wù)于北京市環(huán)境科學(xué)研究院，利用高分辨率遙感衛(wèi)星影像對(duì)北京市春季裸露土地、建筑施工裸地、城市道路等地表塵源/污染源進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，及時(shí)掌握塵源/污染源空間分布及變化信息，為各類塵源/污染源的監(jiān)督管理提供科學(xué)依據(jù)。

（5）大型垃圾渣土無序堆放點(diǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測

服務(wù)于北京市市政市容委，利用高分辨率遙感衛(wèi)星影像按季度對(duì)北京市大型垃圾渣土無序堆放情況及變化勢(shì)態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，建立市級(jí)掛賬、區(qū)縣銷賬的分級(jí)管理體制，依據(jù)垃圾類別進(jìn)行分類整治，為市容環(huán)境管理部門提供有針對(duì)性的定向整治依據(jù)，并對(duì)治理效果進(jìn)行跟蹤，將原來完全被動(dòng)依靠群眾舉報(bào)、執(zhí)法人員現(xiàn)場核查的傳統(tǒng)監(jiān)管模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)利用衛(wèi)星定期觀測、依據(jù)科學(xué)數(shù)據(jù)現(xiàn)場核查執(zhí)法的工作模式，有效改善了首都市容環(huán)境。

2．首都圈應(yīng)用示范

“高分辨率遙感數(shù)據(jù)首都圈綜合應(yīng)用示范先期攻關(guān)”項(xiàng)目針對(duì)首都圈政府公共事務(wù)協(xié)同管理和區(qū)域協(xié)同發(fā)展的具體需求，突破高分區(qū)域應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)，研究制定產(chǎn)品規(guī)范和工藝流程，設(shè)計(jì)開發(fā)高分?jǐn)?shù)據(jù)首都圈綜合應(yīng)用示范原型系統(tǒng)，為高分?jǐn)?shù)據(jù)首都圈綜合應(yīng)用示范的推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐和軟件基礎(chǔ)。

（1）區(qū)域覆蓋影像產(chǎn)品

生成區(qū)域覆蓋影像產(chǎn)品，為區(qū)域協(xié)同發(fā)展提供一手資料。

（2）區(qū)域產(chǎn)業(yè)園區(qū)動(dòng)態(tài)監(jiān)測服務(wù)

利用高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開展示范應(yīng)用，主要監(jiān)測產(chǎn)業(yè)園及其周邊土地利用現(xiàn)狀、植被資源分布、路網(wǎng)分布等，促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)園的對(duì)接。

（3）區(qū)域農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)監(jiān)測服務(wù)

利用高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，監(jiān)測和分析菜田、農(nóng)作物的種植結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)變化情況，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)域合作。

（4）區(qū)域新型城鎮(zhèn)化監(jiān)測服務(wù)

利用高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，圍繞城市群城鎮(zhèn)化空間格局監(jiān)測、城鎮(zhèn)與道路協(xié)調(diào)發(fā)展與監(jiān)測開展示范應(yīng)用，為城鎮(zhèn)用地計(jì)劃編制提供數(shù)據(jù)支撐。

（5）區(qū)域水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測服務(wù)

利用高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，針對(duì)水系周邊環(huán)境、水資源、河道緩沖區(qū)等開展監(jiān)測和分析工作，提出水資源綜合保障措施。

（6）區(qū)域人居生態(tài)環(huán)境監(jiān)測服務(wù)

利用高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，圍繞植被覆蓋、大氣塵源等開展示范應(yīng)用，客觀評(píng)價(jià)區(qū)域人居生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，輔助提高區(qū)域建設(shè)宜居性。

（7）區(qū)域自然災(zāi)害突發(fā)事件應(yīng)急協(xié)同服務(wù)

利用高分系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)，針對(duì)河道、山體滑坡等區(qū)域開展災(zāi)害應(yīng)急協(xié)同評(píng)估示范應(yīng)用，全面輔助災(zāi)害管理科學(xué)決策。

二、黑龍江省高分應(yīng)用成果

高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)黑龍江數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心為全省26家單位分發(fā)高分?jǐn)?shù)據(jù)和提供增值服務(wù)，截至目前，共分發(fā)數(shù)據(jù)近5000景次。高分?jǐn)?shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物長勢(shì)分析、災(zāi)害分析、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)理賠、林業(yè)資源調(diào)查、森林防火、國土執(zhí)法、水利監(jiān)測、智慧城市建設(shè)等領(lǐng)域。

1．為黑龍江省耕地提供數(shù)據(jù)支持

將黑龍江省耕地分為水田、旱地兩類，為種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、基本農(nóng)田保護(hù)、糧食安全等研究提供數(shù)據(jù)支持。基于遙感目視解譯及野外調(diào)查，提取并生成了黑龍江省富錦市包含育秧棚、晾曬場、農(nóng)機(jī)站等在內(nèi)的設(shè)施農(nóng)用地分布圖。依據(jù)歸一化植被指數(shù)（NDVI）的差異，對(duì)黑龍江省農(nóng)墾牡丹江管理局云山農(nóng)場的三個(gè)不同生長期作物長勢(shì)進(jìn)行監(jiān)測，結(jié)果顯示高分一號(hào)能準(zhǔn)確地監(jiān)測作物的長勢(shì)情況。

利用高分一號(hào) 16m影像數(shù)據(jù)，對(duì)黑龍江省農(nóng)墾寶泉嶺農(nóng)墾管理局軍川農(nóng)場耕地資源進(jìn)行調(diào)查，將各地塊分塊調(diào)查進(jìn)行地籍管理，有利于耕地信息的管理應(yīng)用。對(duì)比分析不同時(shí)期的高分一號(hào)影像，通過影像色調(diào)的變化獲取水稻收獲進(jìn)度情況。利用高分一號(hào)影像數(shù)據(jù)，監(jiān)測黑龍江農(nóng)墾前進(jìn)農(nóng)場水稻水分、蛋白質(zhì)和直鏈淀粉含量綜合品質(zhì)。

2．對(duì)林區(qū)資源變化進(jìn)行監(jiān)測

利用高分一號(hào)影像數(shù)據(jù)，采用不同的兩期數(shù)據(jù)對(duì)林區(qū)森林資源變化情況進(jìn)行監(jiān)測，確定出因占地、開墾、森林采伐、森林災(zāi)害等造成影像特征變化的地塊。采用了邊界控制下的多尺度分割和分層分類方法，對(duì)帶嶺涼山區(qū)森林小斑邊界遙感區(qū)劃。區(qū)劃結(jié)果與人工勾繪結(jié)果的吻合度在75%以上，提高了小斑邊界提取效率與精度。利用高分一號(hào) 16m分辨率的寬幅影像數(shù)據(jù)，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)督分類方法，編制了包括闊葉林、針葉林、灌木林、混交林等類型的森林資源類型分布圖，調(diào)查了黑龍江省的林業(yè)資源狀況，節(jié)省了大量的人力物力。利用高分一號(hào)16m分辨率的寬幅影像數(shù)據(jù)，結(jié)合國家連續(xù)清查數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型（DEM）、土地覆蓋分類圖等開展了黑龍江帶嶺地區(qū)森林蓄積量定量估測。

3．監(jiān)測黑龍江省界河冰情

利用高分一號(hào) 2m融合影像對(duì)黑龍江省界河冰情進(jìn)行監(jiān)測，能夠很好地顯示界河冬季冰情狀況。通過觀測高分一號(hào)衛(wèi)星影像，對(duì)黑龍江省2013年大洪水進(jìn)行遙感監(jiān)測，影像顯示黑龍江下游河道水面寬度一般在6～10km，比常年平均水面寬度大范圍擴(kuò)大。

4．利用遙感影像提供土地變更情況

黑龍江省土地利用現(xiàn)狀圖是以LUCC分類體系為標(biāo)準(zhǔn)，將黑龍江省土地利用類型分為耕地、林地、草地、水域、城鎮(zhèn)工礦居民用地、未利用土地六大類，能夠較詳細(xì)準(zhǔn)確反映出黑龍江省土地資源的空間分布及變化狀況。將黑龍江省居民點(diǎn)劃分為城鎮(zhèn)、農(nóng)村、獨(dú)立工礦三種類型，能夠進(jìn)行城鎮(zhèn)居民點(diǎn)時(shí)空格局分布研究、居民點(diǎn)體系布局優(yōu)化研究、城鄉(xiāng)居民點(diǎn)轉(zhuǎn)型等相關(guān)研究。利用遙感影像進(jìn)行土地變更調(diào)查能夠?qū)崟r(shí)、方便、精確地獲取土地利用類型的變化信息。利用富錦市2009年的SPOT-5衛(wèi)星影像和2013年的高分一號(hào)衛(wèi)星影像，對(duì)比兩個(gè)時(shí)期的影像可以有效地獲得該地區(qū)居民點(diǎn)擴(kuò)張和居民點(diǎn)復(fù)墾信息。

5．城市建設(shè)應(yīng)用

利用高分一號(hào)2m分辨率全色影像，經(jīng)過影像分割、特征提取以及形態(tài)學(xué)后處理，得到完整的道路和機(jī)場信息。針對(duì)高分一號(hào)多時(shí)相高分辨率遙感影像特點(diǎn)，深入研究多時(shí)相影像間的差異變化過程，綜合應(yīng)用機(jī)器視覺領(lǐng)域在人類視覺注意機(jī)制方面的研究成果，實(shí)現(xiàn)了變化檢測結(jié)果從區(qū)域級(jí)到目標(biāo)級(jí)的提升。

三、甘肅省高分應(yīng)用成果

高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)甘肅數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心的建立為甘肅省遙感衛(wèi)星技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了重大機(jī)遇，對(duì)打造“智慧甘肅”和“平安甘肅”，實(shí)現(xiàn)2020年與全國同步進(jìn)入小康社會(huì)的目標(biāo)發(fā)揮了重要的支撐作用。

1．甘肅省臨洮縣4·15地震災(zāi)情監(jiān)測

2015年4月15日15時(shí)8分，甘肅省定西市臨洮縣（震中位于北緯35.4°，東經(jīng)104.0°）發(fā)生4.5級(jí)地震，震源深度9km。地震發(fā)生后，高分甘肅中心立即啟動(dòng)了地震應(yīng)急預(yù)案，為相關(guān)抗災(zāi)救援機(jī)構(gòu)提供高分?jǐn)?shù)據(jù)影像支持。通過影像可以清楚看到災(zāi)區(qū)指揮部附近三處災(zāi)民集中安置點(diǎn)，共搭建救災(zāi)帳篷60余頂。

2．青藏高原工程走廊帶高分遙感信息提取

針對(duì)青藏高原工程走廊帶，由于重大工程建設(shè)（青藏鐵路、青藏公路改擴(kuò)建、輸油管道等）出現(xiàn)的高原多年凍土變化、凍融災(zāi)害、生態(tài)退化等問題，開展多源遙感環(huán)境要素信息提取與信息化集成。通過衛(wèi)星遙感的綜合應(yīng)用，可獲得冰川、高原草地、草甸、沙地、工礦交通和居民點(diǎn)等建設(shè)用地等土地利用/覆蓋信息；還可以綜合影像光譜特征、地物形狀、紋理結(jié)構(gòu)、空間位置等相關(guān)特征自動(dòng)或目視提取滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害、熱融湖塘等凍融災(zāi)害信息；通過遙感模型方法，可以生成與凍土變化關(guān)系密切的地表植被指數(shù)、地表溫度、土壤水分等數(shù)據(jù)產(chǎn)品。因此，針對(duì)青藏高原工程走廊帶的多年凍土變化、凍融災(zāi)害、生態(tài)退化等問題，遙感數(shù)據(jù)與模型方法將起到關(guān)鍵作用。

基于高分一號(hào)系列數(shù)據(jù)，采用面向?qū)ο蟮挠?jì)算機(jī)自動(dòng)分類與目視解譯及野外實(shí)地調(diào)繪驗(yàn)證于一體的綜合信息提取技術(shù)，提取青藏高原工程走廊帶內(nèi)土地利用/覆蓋信息，以反映該地區(qū)生態(tài)環(huán)境空間規(guī)律。

3．助力尼泊爾地震救援

2015年4月25日14時(shí)11分，尼泊爾（北緯28.2度，東經(jīng)84.7度）發(fā)生8.1級(jí)地震，震源深度20km，17時(shí)17分我國西藏日喀則市定日縣(北緯28.4度，東經(jīng)87.3度)發(fā)生5.9級(jí)地震。26日1時(shí)42分53秒，西藏日喀則市聶拉木縣（北緯28.2度，東經(jīng)85.9度）發(fā)生5.3級(jí)地震。地震發(fā)生后，高分甘肅中心立即啟動(dòng)了地震應(yīng)急預(yù)案，為相關(guān)抗災(zāi)救援機(jī)構(gòu)提供高分?jǐn)?shù)據(jù)影像支持。

4月27日，高分甘肅中心獲得最新災(zāi)區(qū)高分辨率衛(wèi)星遙感影像，在歷史影像數(shù)據(jù)配合下，高分甘肅中心迅速繪制了尼泊爾2015年1月15日和4月27日震前、震后高分衛(wèi)星遙感影像圖。通過兩組影像對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Rapti河流域震后河流水體發(fā)生明顯變化。相關(guān)區(qū)域震前震后居民區(qū)建筑物嚴(yán)重?fù)p毀、倒塌，公路、橋梁、堤壩扭曲、斷裂嚴(yán)重。該組影像為當(dāng)?shù)乜拐鹁葹?zāi)工作提供了寶貴數(shù)據(jù)資料。

4．舟曲自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警與應(yīng)急指揮

甘肅省舟曲縣地形復(fù)雜、降水量大且分布集中，具有很大的成災(zāi)隱患。高分?jǐn)?shù)據(jù)集時(shí)間、空間、幅寬、光譜分辨率等要素為一體，在自然災(zāi)害監(jiān)測方面可發(fā)揮重大作用。通過高分衛(wèi)星遙感、GIS、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等現(xiàn)代信息技術(shù)的綜合應(yīng)用，可建立由氣象衛(wèi)星、高分遙感衛(wèi)星、地面監(jiān)測系統(tǒng)組成的“天地一體化”自然災(zāi)害監(jiān)測體系，為自然災(zāi)害的評(píng)價(jià)預(yù)測、監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急救援、災(zāi)后重建提供全方面的數(shù)據(jù)信息支持。高分甘肅中心制作了舟曲縣自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警指揮系列套圖，詳細(xì)展示了舟曲縣山洪、泥石流、滑坡、崩塌等自然災(zāi)害發(fā)生的自然地理概況、空間分布位置、災(zāi)害體滑動(dòng)方向以及指導(dǎo)性逃生線路，同時(shí)應(yīng)急指揮圖還標(biāo)注了災(zāi)害體可能威脅的房屋、道路、農(nóng)田位置和受威脅人口數(shù)量。根據(jù)應(yīng)急指揮圖，可針對(duì)性地調(diào)動(dòng)附近武警、公安、道路搶修、醫(yī)療衛(wèi)生等應(yīng)急救援力量，迅速實(shí)施救援，使傷亡達(dá)到最小值，保護(hù)人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)安全。

高菲 摘自高分應(yīng)用綜合信息服務(wù)共享平臺(tái)