陳 軍，廖安平,3，陳 晉，彭 舒，陳利軍，張宏偉

(1.國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心，北京 100830；2.北京師范大學(xué)，北京 100875；3.國(guó)家測(cè)繪地理信息局 三亞測(cè)繪技術(shù)開(kāi)發(fā)服務(wù)中心，海南 三亞 572000)

0 引 言

眾所周知，矢量地形、數(shù)字高程模型、正射影像、地表覆蓋和土地利用等地理空間數(shù)據(jù)是各類(lèi)空間型信息系統(tǒng)的“血液”和框架，屬于空間信息基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在科學(xué)研究、政府管理、百姓出行等方面發(fā)揮著重要作用[1-3]。20世紀(jì)90年代以來(lái)，我國(guó)加大了國(guó)家地理空間數(shù)據(jù)資源建設(shè)力度，2006年建成全國(guó)1:50 000基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫(kù)體系，2011年完成第一次全面更新，2012年起實(shí)施重點(diǎn)要素年度更新，向經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和國(guó)防安全等方面提供了內(nèi)容豐富、現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的矢量地形、數(shù)字高程模型、正射影像等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)，較好地滿足了用戶需求[4-5]。但就總體而言，這些地理空間數(shù)據(jù)的覆蓋范圍主要限于我國(guó)境內(nèi)，境外地理空間數(shù)據(jù)資源建設(shè)亟待進(jìn)行。如何拓展其空間范圍、建設(shè)全球地理空間數(shù)據(jù)資源，正成為我國(guó)地理空間信息化建設(shè)的重要任務(wù)。

地表覆蓋決定著地表的輻射平衡、水流和其他物質(zhì)搬運(yùn)、地表透水性能等，其空間分布與變化是全球變化研究、地球系統(tǒng)模式研究、地理世情監(jiān)測(cè)和可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃等的重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)和關(guān)鍵參量[6-12]。此前，美國(guó)和歐盟利用遙感手段研制了全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品，空間分辨率從最初的1°提高到8 km、1 km、300 m[13-16]。但仍然存在著產(chǎn)品空間分辨率低、時(shí)相局限性大、相互間一致性較差、第三方評(píng)價(jià)精度不高等問(wèn)題，難以滿足全球變化研究和地球系統(tǒng)模式等科研應(yīng)用日益增長(zhǎng)的需要[17-19]。因而，近年來(lái)國(guó)際社會(huì)將研制更高分辨率全球地表覆蓋遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品提上了議事日程[20]。

為了滿足全球變化研究和地球系統(tǒng)模式研究對(duì)高分辨率地表覆蓋數(shù)據(jù)的需要，同時(shí)改變我國(guó)嚴(yán)重依賴國(guó)外全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品的現(xiàn)狀，在國(guó)家863重點(diǎn)項(xiàng)目的支持下，國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心聯(lián)合北京師范大學(xué)、清華大學(xué)、中科院遙感所等18家單位，開(kāi)展了全球地表覆蓋遙感制圖關(guān)鍵技術(shù)研究，研制出世界上首套兩期（2000-2010）30m全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品-GlobeLand30[21-24]。2014年9月，中國(guó)政府將這一產(chǎn)品贈(zèng)送給聯(lián)合國(guó)使用，以支持全球應(yīng)對(duì)氣候變化和可持續(xù)發(fā)展，被國(guó)際同行專(zhuān)家稱(chēng)為是“對(duì)地觀測(cè)與地理信息開(kāi)放共享的里程碑”。本文主要介紹了GlobeLand30研制的技術(shù)創(chuàng)新、成果應(yīng)用及精度評(píng)價(jià)，并簡(jiǎn)要討論了這項(xiàng)工作的意義及發(fā)展方向。

1 主要技術(shù)創(chuàng)新

一般說(shuō)來(lái)，人類(lèi)大多數(shù)土地利用活動(dòng)及所形成的地表覆蓋格局可在30 m衛(wèi)星遙感影像清晰地反映出來(lái)。實(shí)際上，國(guó)際同行普遍認(rèn)為30 m空間分辨率是目前對(duì)整個(gè)地球進(jìn)行宏觀和中觀研究的最佳尺度，利用30 m分辨率遙感影像研制全球地表覆蓋數(shù)據(jù)集，已經(jīng)成為國(guó)際社會(huì)的共識(shí)[20]。然而，將空間分辨率從300 m提高到30 m，涉及到上萬(wàn)景遙感影像的海量信息處理，更面臨著全球尺度帶來(lái)的世界性科技難題，包括：①云霧、地形陰影、硬件故障等造成的影像缺陷（或信息缺失）較為普遍，難以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量影像的全球時(shí)空連續(xù)覆蓋并直接影響分類(lèi)提取的精度；②全球“同物異譜/異物同譜”現(xiàn)象極為嚴(yán)重，現(xiàn)有影像分類(lèi)和變化檢測(cè)算法在大范圍工程化應(yīng)用中應(yīng)用效果較差[25-26]無(wú)法滿足大范圍地表覆蓋高精度提取的要求；③大范圍地表覆蓋遙感制圖研究可分為研究實(shí)驗(yàn)型和工程操作型兩類(lèi)[27]，按照工程化要求產(chǎn)出高質(zhì)量數(shù)據(jù)產(chǎn)品涉及的技術(shù)因素繁多、過(guò)程復(fù)雜，單期高精度和多期時(shí)空一致性的實(shí)現(xiàn)難度更大。美歐對(duì)此研究多年，尚未解決高質(zhì)量30 m全球全要素信息產(chǎn)品研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，僅研制出30 m單要素（森林）全球信息產(chǎn)品。

針對(duì)前述三大挑戰(zhàn)，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新突破了全球30 m地表覆蓋遙感制圖的關(guān)鍵技術(shù)，取得的關(guān)鍵技術(shù)包括：全球30 m影像重建技術(shù)，形成了批量數(shù)據(jù)自動(dòng)輻射校正/幾何校正和缺失數(shù)據(jù)修補(bǔ)及多時(shí)相重建的能力，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量影像資料的全球覆蓋；基于POK的分類(lèi)方法，有效降低了“同物異譜、異物同譜”等造成的分類(lèi)及變化檢測(cè)誤差，創(chuàng)新了專(zhuān)業(yè)知識(shí)的利用方式和使用效率；建立了面向地表覆蓋遙感制圖工程的質(zhì)量控制體系，科學(xué)設(shè)計(jì)了面向地表覆蓋工程的過(guò)程質(zhì)量關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)與控制流程，發(fā)展了基于多元知識(shí)的檢核優(yōu)化方法，保證了數(shù)據(jù)產(chǎn)品的高質(zhì)量與全球一致性。技術(shù)創(chuàng)新總體思路如圖1所示。

圖1 技術(shù)創(chuàng)新總體思路Fig.1 General technical innovation approach

1.1 全球30米影像的重建技術(shù)

發(fā)展了30 m多光譜影像高精度幾何、輻射與插補(bǔ)等預(yù)處理關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球海量多光譜影像在時(shí)空譜維度上的統(tǒng)一化處理，研建了多光譜遙感圖像自動(dòng)化幾何與輻射校正系統(tǒng)，為全球30 m地表覆蓋產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了高質(zhì)量基礎(chǔ)影像，保證了全球分類(lèi)影像的最佳覆蓋。

1）針對(duì)國(guó)產(chǎn)寬視場(chǎng)影像（HJ-1等）存在的成像畸變重、軌道穩(wěn)定性差、地球曲率影響大等因素導(dǎo)致的高精度幾何糾正難題，在幾何糾正精度誤差源反演的基礎(chǔ)上，提出了基于拉格朗日函數(shù)的分段軌道擬合線陣共線方程模型，發(fā)展了消除地球曲率影響的空間直角坐標(biāo)系大區(qū)域平差算法，大幅提高了寬視場(chǎng)遙感影像幾何糾正精度，實(shí)現(xiàn)了與全球TM影像的精確配準(zhǔn)，保障了國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星影像資料在全球地表覆蓋遙感制圖中的成功應(yīng)用[28-29]。

2）針對(duì)目前遙感影像經(jīng)常出現(xiàn)的云污染、條帶缺失、山體陰影等問(wèn)題造成影像無(wú)法利用的問(wèn)題，在鄰近同類(lèi)地物像元光譜時(shí)間變化一致性的理論假設(shè)基礎(chǔ)上，提出了顧及空間距離和光譜相似性的缺失像元信息反演新算法—鄰近相似像元插補(bǔ)算法（NSPI）。該算法像元重構(gòu)精度高、魯棒性強(qiáng)，能適應(yīng)異質(zhì)地表，為缺陷影像的有效再利用奠定了基礎(chǔ)，保障了兩期30m多光譜影像的全球完整覆蓋[30-32]。

3）提出了低重訪頻度的高空間分辨率數(shù)據(jù)（Landsat TMETM+）與高重訪頻度的低空間分辨率數(shù)據(jù)（MODIS）的時(shí)空融合改進(jìn)算法-ESTARFM。該算法綜合應(yīng)用了兩類(lèi)數(shù)據(jù)在空間、時(shí)間分辨率上的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)光譜混合模型保留了地物的空間細(xì)節(jié)信息，實(shí)現(xiàn)了利用MODIS數(shù)據(jù)生成多時(shí)相30 m反射率和NDVI時(shí)間序列數(shù)據(jù)，為生成植被分類(lèi)最佳時(shí)相和挖掘高時(shí)間頻度遙感數(shù)據(jù)的物候變化信息提供了有效技術(shù)手段[33]。

1.2 基于“像元-對(duì)象-知識(shí)”(POK)的地表覆蓋POK制圖法

研發(fā)了“像元-對(duì)象-知識(shí)”（POK）有機(jī)結(jié)合的全球地表覆蓋遙感制圖方法與模型，突破了現(xiàn)有分類(lèi)方法難以在全球尺度下普適應(yīng)用的難題，有效降低了同物異譜、異物同譜造成的分類(lèi)錯(cuò)誤。

1）針對(duì)全球尺度下單一分類(lèi)方法難以普適應(yīng)用這一難題，研制了顧及光譜和紋理特征的7種地表覆蓋單類(lèi)型分類(lèi)方法（水體、濕地、冰雪、耕地、人造地表、裸地和林灌草、苔原），以降低大范圍地表覆蓋類(lèi)型信息提取的復(fù)雜度; 研發(fā)了基于多尺度分割的對(duì)象化處理方法，在生態(tài)地理分區(qū)等多元知識(shí)和參考數(shù)據(jù)同步參照技術(shù)的支持下，實(shí)現(xiàn)了像元級(jí)分類(lèi)結(jié)果到對(duì)象級(jí)分類(lèi)的有機(jī)轉(zhuǎn)換與優(yōu)化處理。其充分利用了像元級(jí)單類(lèi)型分類(lèi)器最大化保留異質(zhì)地表信息的優(yōu)勢(shì),通過(guò)對(duì)象化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了有效制圖綜合、克服了椒鹽效應(yīng),經(jīng)過(guò)生態(tài)地理分區(qū)和人機(jī)交互優(yōu)化，最大程度地減小了同物異譜、異物同譜導(dǎo)致的分類(lèi)錯(cuò)誤，保證了分類(lèi)提取的精度[21,23,37]。

2）研發(fā)了光譜斜率差值（SGD）、后驗(yàn)概率空間變化向量分析（CVAPS）等多種變化檢測(cè)算法，有效降低了“偽變化”的誤提率，為開(kāi)展基于變化檢測(cè)的全球地表覆蓋數(shù)據(jù)更新奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。SGD算法是利用地表覆蓋光譜曲線的形狀與走勢(shì)特征，將變化強(qiáng)度計(jì)算從傳統(tǒng)光譜空間轉(zhuǎn)至光譜斜率空間，根據(jù)光譜斜率差（SGD）判斷地表覆蓋變化與否，用SGD鏈模型確定變化類(lèi)型，為克服同物異譜問(wèn)題帶來(lái)的偽變化提供了新方法；CVAPS算法針對(duì)混合像元給變化檢測(cè)帶來(lái)的干擾問(wèn)題，通過(guò)變化向量分析(CVA)方法處理分類(lèi)后驗(yàn)概率，有效克服傳統(tǒng)分類(lèi)后比較中的混合像元效應(yīng)導(dǎo)致的誤差累積現(xiàn)象，更準(zhǔn)確地提取地表覆蓋變化區(qū)域[38-39]。

3）提出了地表覆蓋異質(zhì)異構(gòu)參考資料的服務(wù)化整合模型，解決了多源參考資料因空間尺度、時(shí)間尺度和語(yǔ)義等差異難以一體化整合的難題。針對(duì)多元參考資料集成的困難，將時(shí)序邏輯和空間操作關(guān)系引入服務(wù)描述框架，實(shí)現(xiàn)了多時(shí)相、多尺度參考資料數(shù)據(jù)集成發(fā)布與服務(wù)調(diào)用，從傳統(tǒng)靜態(tài)信息發(fā)布提升到動(dòng)態(tài)信息發(fā)布層級(jí)；發(fā)展了面向服務(wù)契約的服務(wù)集成方法，通過(guò)服務(wù)接口的語(yǔ)用適配和傳輸消息的多語(yǔ)義映射，改變了傳統(tǒng)主要依賴人工編碼與固定編排實(shí)現(xiàn)異構(gòu)服務(wù)集成與切換的狀況，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)地表覆蓋信息服務(wù)的自適應(yīng)集成；研建了全球地表覆蓋數(shù)據(jù)生產(chǎn)支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超過(guò)20種國(guó)內(nèi)外多種參考資料的在線集成與實(shí)時(shí)調(diào)用[40-42]。

1.3 產(chǎn)品研制的工程化技術(shù)體系

針對(duì)高質(zhì)量的遙感影像分類(lèi)仍然依賴于針對(duì)相應(yīng)區(qū)域及地物類(lèi)型特點(diǎn)的分類(lèi)算法選擇、流程設(shè)計(jì)和專(zhuān)家知識(shí)介入[27]，通過(guò)系列技術(shù)規(guī)范制定、采用知識(shí)化全過(guò)程質(zhì)量控制，完成了全球30 m地表覆蓋信息產(chǎn)品GlobeLand30的高精度研制，在空間分辨率、時(shí)間分辨率及分類(lèi)精度方面均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，其中空間分辨率整體提升了1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，填補(bǔ)了國(guó)際空白[22,23,46]。

1）制定了30 m全球地表覆蓋數(shù)據(jù)研制技術(shù)規(guī)范，保證了規(guī)?；a(chǎn)中地表覆蓋制圖的空間尺度與精度的均一性。根據(jù)分類(lèi)精度目標(biāo)，制定了全球地表覆蓋的數(shù)據(jù)產(chǎn)品、分類(lèi)方法、工藝流程、質(zhì)量控制等指導(dǎo)數(shù)據(jù)規(guī)?；兄频某商准夹g(shù)規(guī)范，確定了每類(lèi)地表覆蓋信息提取的最小圖斑、錯(cuò)漏率等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，有效解決了地表覆蓋分類(lèi)易受技術(shù)人員個(gè)體知識(shí)能力差異造成的分類(lèi)成果不統(tǒng)一的難題，為產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)化的全球地表覆蓋產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。

2）發(fā)展了基于知識(shí)化檢核的質(zhì)量控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了將地表覆蓋質(zhì)量控制從事后檢驗(yàn)向全過(guò)程質(zhì)量控制的根本性轉(zhuǎn)變，有效支撐了地表覆蓋工程化質(zhì)量控制體系的建立?？偨Y(jié)提煉了各地表覆蓋類(lèi)型的生態(tài)地理分布、時(shí)空關(guān)系、人文、物候等知識(shí)檢核規(guī)則集；通過(guò)知識(shí)規(guī)則支持下的定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量可疑區(qū)的快速定位，有效提高了人機(jī)交互的效率；設(shè)計(jì)了基于圖斑的質(zhì)量控制、基于尺度一致性的單類(lèi)集成、基于知識(shí)規(guī)則的質(zhì)量檢核優(yōu)化等，將傳統(tǒng)的質(zhì)量控制提升到全程多環(huán)節(jié)質(zhì)量控制，形成了適應(yīng)全球地表覆蓋規(guī)?；茍D的質(zhì)量控制體系[43-45]。

2 數(shù)據(jù)產(chǎn)品研制與成果共享服務(wù)

2.1 規(guī)模化產(chǎn)品研制

針對(duì)獲取的資料及分區(qū)地表覆蓋特征，按照POK分類(lèi)方法技術(shù)細(xì)化研究、數(shù)據(jù)資料預(yù)處理、工具軟件研發(fā)、單類(lèi)型分景提取、單類(lèi)型分幅集成與數(shù)據(jù)優(yōu)化、精度評(píng)估、產(chǎn)品集成的流程進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)品研制，保障提取的尺度、質(zhì)量及處理的一致性，保障產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)到要求。其總體技術(shù)流程如圖2所示。

圖2 全球地表覆蓋遙感數(shù)據(jù)規(guī)?；a(chǎn)品研制總體技術(shù)流程Fig.2 Technical workflow of large-scale global land cover data product

將全球分為亞洲、歐洲、非洲、美洲和大洋洲五個(gè)工作區(qū)，由不同的科研與生產(chǎn)單位相互配合，按照水體、濕地、人造地表、耕地、冰雪、裸地林灌草、苔原的順序?qū)?0個(gè)一級(jí)類(lèi)型進(jìn)行提取，從簡(jiǎn)到難、分層掩膜、逐類(lèi)型分景提取。

單類(lèi)型分景逐層提取由承擔(dān)產(chǎn)品研制的工程單位完成，與之配合的科研單位提供技術(shù)支持和幫助。在組織開(kāi)展單類(lèi)型規(guī)模化提取工作時(shí)，需要首先結(jié)合生態(tài)地理分區(qū)和參考資料，開(kāi)展分區(qū)提取技術(shù)設(shè)計(jì)，根據(jù)提取難易程度、提取效率和分類(lèi)精度等情況，確定生態(tài)地理分區(qū)內(nèi)每景各要素類(lèi)型的分類(lèi)策略，選擇較為適合的分景提取算法，組合形成區(qū)域的規(guī)模化提取技術(shù)流程，以盡可能提高提取的效率和成果的質(zhì)量。每一地表覆蓋類(lèi)型在提取時(shí)，首先利用已提取類(lèi)型產(chǎn)品數(shù)據(jù)層對(duì)30 m分辨率遙感影像進(jìn)行掩膜操作，只留下不包括已提取類(lèi)型范圍的影像數(shù)據(jù)。

為了保障研制的全球地表覆蓋遙感制圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)GlobeLand30數(shù)據(jù)產(chǎn)品的研制進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制與優(yōu)化完善工作，分三個(gè)步驟進(jìn)行，即過(guò)程質(zhì)量控制、尺度一致性處理、顧及多元知識(shí)的檢核優(yōu)化。首先，主要項(xiàng)目組技術(shù)人員經(jīng)常性地調(diào)研了解產(chǎn)品研制進(jìn)展，及時(shí)總結(jié)在產(chǎn)品研制過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，在借鑒測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量控制體系的基礎(chǔ)上，建立起了過(guò)程質(zhì)量控制措施；其次，針對(duì)分類(lèi)提取中的各種不一致情況，如因?qū)夹g(shù)規(guī)定的認(rèn)識(shí)不一造成數(shù)據(jù)提取的尺度不一（如海岸線處理），數(shù)據(jù)提取的詳細(xì)程度不一，存在類(lèi)型認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤，各個(gè)任務(wù)區(qū)之間的影像沒(méi)有接邊等，組織各個(gè)生產(chǎn)單位相互交流和協(xié)作，開(kāi)展尺度一致性處理；最后，利用顧及多元知識(shí)的檢核優(yōu)化模型，對(duì)基于“像元-對(duì)象”的遙感自動(dòng)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行知識(shí)化檢核，發(fā)現(xiàn)和修改錯(cuò)分/漏分問(wèn)題，有效地實(shí)現(xiàn)了兩期數(shù)據(jù)的檢核與優(yōu)化。

按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)，開(kāi)展兩期全球地表覆蓋產(chǎn)品集成的工作，主要完成從單景分類(lèi)數(shù)據(jù)到標(biāo)準(zhǔn)分幅的拼接與裁切，檢查數(shù)據(jù)的完整性和類(lèi)型代碼的正確性，同時(shí)建立相關(guān)坐標(biāo)信息、元數(shù)據(jù)等文件，最終形成2000和2010兩個(gè)基準(zhǔn)年的GlobeLand30數(shù)據(jù)產(chǎn)品，如3所示。

圖3 GlobeLand30-2010年Fig.3 GlobeLand30-2010

2.2 精度評(píng)價(jià)

GlobeLand30包括10個(gè)地表覆蓋類(lèi)型，分別是：耕地、森林、草地、灌木地、濕地、水體、苔原、人造地表、裸地、冰川和永久積雪。各類(lèi)型的定義見(jiàn)表1。

表1 GlobeLand30的主要地表覆蓋類(lèi)型及定義Tab.1 Classification type and definition of GlobeLand30

同濟(jì)大學(xué)、中科院、農(nóng)科院、林科院等單位采用空間數(shù)據(jù)二級(jí)抽樣檢驗(yàn)方法，對(duì)GlobeLand30數(shù)據(jù)的總體分類(lèi)精度進(jìn)行了第三方精度評(píng)價(jià)。第一級(jí)為圖幅抽樣，以“圖幅”為抽樣單元。第二級(jí)為要素抽樣，以“圖幅內(nèi)空間分類(lèi)要素”為抽樣單元。通過(guò)計(jì)算每一級(jí)抽樣單元需要抽取的樣本量，結(jié)合空間變異性分析來(lái)合理布設(shè)樣本，以相當(dāng)數(shù)量的樣本來(lái)檢驗(yàn)地表覆蓋分類(lèi)的準(zhǔn)確性。全球共抽取80個(gè)圖幅，超過(guò)15萬(wàn)個(gè)檢驗(yàn)樣本，得出GlobeLand30-2010數(shù)據(jù)的總體精度為83.50%[47]，Kappa系數(shù)0.78。其中，水體精度最高，達(dá)到92.09%，其后依次是森林、人造地表、耕地、濕地、裸地、草地、永久積雪和冰川、灌木地，如圖4所示。

圖4 GlobeLand30-2010各類(lèi)型精度Fig.4 The various types of precision for GlobeLand30-2010

一些學(xué)者在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上相繼發(fā)表研究論文成果，報(bào)道了在世界范圍內(nèi)對(duì)Globe Land30分類(lèi)精度進(jìn)行的評(píng)價(jià)結(jié)果（見(jiàn)表2）。如比利時(shí)學(xué)者分析了耕地、草地等植被覆蓋，認(rèn)為Globeland30具有很高的空間精度[51];德國(guó)學(xué)者分析認(rèn)為,德國(guó)區(qū)域Globeland30的人工表面、耕地以及水體的精度高，適合用于地表覆蓋分析研究[52]。有學(xué)者將Globeland30、From-GLC、Glob Cover、MODIS Collection5和MODIS Cropland的耕地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行了比較，認(rèn)為GlobeLand30準(zhǔn)確度要高于其他地表數(shù)據(jù)[50]。氣候?qū)＜抑vGlobeland30數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)陸地參數(shù)代入氣候模型BCC_CSM中，提高了氣候模型模擬的精度[53]。

表2 國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)論文對(duì)Globe Land30的精度評(píng)價(jià)[48-53]Tab.2 Accuracy evaluation of GlobeLand30 in domestic and foreign academic

2.3 成果共享服務(wù)

2014年9月22日，出席聯(lián)合國(guó)氣候峰會(huì)的國(guó)家主席習(xí)近平特使、國(guó)務(wù)院副總理張高麗代表中國(guó)政府，將GlobeLand30 贈(zèng)送給聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)潘基文，供聯(lián)合國(guó)及國(guó)際社會(huì)使用，開(kāi)創(chuàng)了中國(guó)地理信息高科技成果支撐聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展議程實(shí)施的先河。

為促進(jìn)30 m全球地表覆蓋數(shù)據(jù)的共享與服務(wù)，推動(dòng)其在不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，在地表覆蓋服務(wù)計(jì)算模型的支持下，研制了相應(yīng)的產(chǎn)品服務(wù)平臺(tái)，即30 m全球地表覆蓋信息服務(wù)平臺(tái)（www.globeland30.com），以提供應(yīng)用服務(wù)技術(shù)支撐。通過(guò)該服務(wù)平臺(tái)為用戶提供數(shù)據(jù)瀏覽、下載、在線統(tǒng)計(jì)和驗(yàn)證等服務(wù)。自2014年9月底至今，已有來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、加拿大、意大利等近120多個(gè)國(guó)家、400多個(gè)國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和570多所大學(xué)的6 000多名用戶下載使用GlobeLand30數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)廣泛用于全球環(huán)境變化研究、地球系統(tǒng)模式研究、可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃、災(zāi)害管理等諸多領(lǐng)域。

3 結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)家863重點(diǎn)項(xiàng)目支持下，經(jīng)過(guò)四年多的不懈努力，我國(guó)成功研制出了世界上首套兩期高質(zhì)量全球30米全要素地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了在全球地表覆蓋遙感制圖這一領(lǐng)域從“跟蹤模仿”到“引領(lǐng)”的跨越式發(fā)展，成為中國(guó)向國(guó)際社會(huì)界提供的首個(gè)全球地理信息高科技公共產(chǎn)品，有力地推動(dòng)了全球?qū)Φ赜^測(cè)與地學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享，提升了中國(guó)測(cè)繪遙感的國(guó)際影響力和在全球變化與可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的話語(yǔ)權(quán)。但這是萬(wàn)里長(zhǎng)征走完的第一步，僅僅解決了“從無(wú)到有”的問(wèn)題，尚需解決“從有到優(yōu)”“從數(shù)據(jù)到知識(shí)”“從成果到服務(wù)”等一系列難題[54]。

今后首先要切實(shí)做好這一重要成果的更新與完善。廣大用戶對(duì)全球地表覆蓋數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性和時(shí)序性（長(zhǎng)時(shí)間跨度）有著強(qiáng)烈的需求，如聯(lián)合國(guó)“2030年可持續(xù)發(fā)展議程”亟需2015基準(zhǔn)年全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品。為此，應(yīng)加大對(duì)持續(xù)更新技術(shù)與實(shí)施機(jī)制研究，建立由中國(guó)作為主要技術(shù)支撐、多國(guó)參與的協(xié)作更新機(jī)制，研制2015版數(shù)據(jù)產(chǎn)品和歷史前溯數(shù)據(jù)，以保持?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)品的生命力與時(shí)效性。其次，應(yīng)緊緊圍繞國(guó)家“走出去”戰(zhàn)略需求和全球地表覆蓋研究科學(xué)前沿，以GlobeLand30數(shù)據(jù)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，開(kāi)展從數(shù)據(jù)到知識(shí)的挖掘分析。為此，需整合相關(guān)地理知識(shí)、經(jīng)濟(jì)、人文等多源多類(lèi)型資料，系統(tǒng)地分析解讀全球范圍耕地、森林、濕地和人造覆蓋等地理要素的空間格局與十年變化特征，為未來(lái)地球計(jì)劃和全球可持續(xù)發(fā)展提供知識(shí)服務(wù)。此外，還應(yīng)以向聯(lián)合國(guó)提供全球地表覆蓋信息服務(wù)與技術(shù)支持為契機(jī)，以GlobeLand30服務(wù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，開(kāi)展全球地表覆蓋大數(shù)據(jù)平臺(tái)的研究與建設(shè)，發(fā)展在線統(tǒng)計(jì)、專(zhuān)題分析等服務(wù)，為聯(lián)合國(guó)和國(guó)內(nèi)外用戶提供便捷靈活的地表覆蓋信息協(xié)同服務(wù)。