文 ∣ 方舟 孫勇 郭偉 李寶明 航天恒星科技有限公司

一、概述

“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”和“21世紀(jì)海上絲綢之路”（簡(jiǎn)稱(chēng)“一帶一路”）構(gòu)想，寄托著多層次的區(qū)域合作愿景，展現(xiàn)了中國(guó)發(fā)展區(qū)域共贏合作的新理念、新藍(lán)圖、新途徑和新模式。

“一帶一路”沿線(xiàn)涉及約65個(gè)國(guó)家，總面積約5200萬(wàn)平方千米，總?cè)丝诩s44億，是世界上跨度最長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)大走廊。“一帶一路”涉及的國(guó)家眾多、地域廣闊、地緣政治復(fù)雜、自然環(huán)境多變，沿線(xiàn)國(guó)家發(fā)展水平差異大，信息互聯(lián)互通基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，信息獲取、傳輸、利用能力不足，并存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

在“‘一帶一路’空間信息走廊建設(shè)與應(yīng)用工程（一期）（2015-2017年）”項(xiàng)目框架下，面向“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家的林業(yè)遙感應(yīng)用需求，充分發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)+空間信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星應(yīng)用為核心，通過(guò)與“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家開(kāi)展緊密的技術(shù)和應(yīng)用合作，建設(shè)“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，形成“一帶一路”林業(yè)遙感綜合觀測(cè)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，廣泛開(kāi)展森林資源與碳儲(chǔ)量、濕地、土地退化/土地沙化現(xiàn)狀與動(dòng)態(tài)以及林業(yè)災(zāi)害（林火與林業(yè)有害生物）監(jiān)測(cè)示范應(yīng)用，為沿線(xiàn)國(guó)家提供長(zhǎng)期、穩(wěn)定的林業(yè)監(jiān)測(cè)應(yīng)用服務(wù)，為“一帶一路”基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、資源開(kāi)發(fā)、環(huán)境減災(zāi)和安全應(yīng)急提供林業(yè)生態(tài)環(huán)境信息支撐和保障。

二、需求分析

建設(shè)“一帶一路”區(qū)域林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并開(kāi)展示范應(yīng)用，通過(guò)與“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家開(kāi)展緊密的雙邊和多邊技術(shù)和應(yīng)用合作，可以滿(mǎn)足“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家的林業(yè)遙感應(yīng)用需求。

1.“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家森林資源監(jiān)測(cè)亟需遙感技術(shù)支持

“一帶一路”沿線(xiàn)國(guó)家大多數(shù)屬于發(fā)展中國(guó)家，雖然多數(shù)國(guó)家已建立本國(guó)森林資源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但現(xiàn)有系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)能力和精度與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大的差距。

正在建設(shè)中的我國(guó)高分對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)及空間基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)劃項(xiàng)目將進(jìn)一步增強(qiáng)中國(guó)的森林監(jiān)測(cè)能力，將相關(guān)技術(shù)成果在“一帶一路”國(guó)家推廣應(yīng)用，能夠極大提升“一帶一路”區(qū)域林地及森林類(lèi)型、樹(shù)高、生物量、碳儲(chǔ)量及森林溫室氣體吸收/排放量的監(jiān)測(cè)精度，有利于“一帶一路”區(qū)域發(fā)展中國(guó)家增強(qiáng)利用對(duì)地觀測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)森林資源及生態(tài)要素的能力。

2.為我國(guó)企業(yè)境外森林資源開(kāi)發(fā)利用提供準(zhǔn)確及時(shí)的資源信息

我國(guó)是全球第二大木材消耗國(guó)和第一大木材進(jìn)口國(guó)，然而我國(guó)是一個(gè)缺林少綠、生態(tài)脆弱的國(guó)家，木材進(jìn)口量超過(guò)全球貿(mào)易量的1/3，對(duì)外依存度接近50%。近些年來(lái)，我國(guó)森工企業(yè)響應(yīng)國(guó)家“走出去”發(fā)展戰(zhàn)略，境外森林資源開(kāi)采、木材加工出口等國(guó)際貿(mào)易發(fā)展迅速。為了使我國(guó)企業(yè)在境外森林資源開(kāi)采與恢復(fù)項(xiàng)目競(jìng)標(biāo)、木材進(jìn)出口貿(mào)易談判等競(jìng)爭(zhēng)中獲得最大利益，迫切需要及時(shí)掌握境外森林資源信息。

3.“一帶一路”區(qū)域國(guó)家亟需濕地監(jiān)測(cè)保護(hù)理論和技術(shù)支撐

通過(guò)對(duì)“一帶一路”區(qū)域濕地水文過(guò)程、生物／生態(tài)過(guò)程、生物地球化學(xué)過(guò)程研究，構(gòu)建濕地系統(tǒng)過(guò)程綜合模型，科學(xué)地觀察“一帶一路”區(qū)域國(guó)家濕地生態(tài)系統(tǒng)的變化、恢復(fù)和演替現(xiàn)象，了解和掌握當(dāng)?shù)貪竦厣鷳B(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能體系，研究影響濕地資源動(dòng)態(tài)變化自然和人為因素機(jī)理過(guò)程，建立健全濕地監(jiān)測(cè)指標(biāo)和技術(shù)體系、濕地退化監(jiān)測(cè)指標(biāo)和技術(shù)體系，退化濕地的生態(tài)修復(fù)／恢復(fù)的理論和技術(shù)研究，從生態(tài)安全、糧食安全和水安全層面，建立濕地保護(hù)與社會(huì)生產(chǎn)協(xié)調(diào)發(fā)展模式，從而為“一帶一路”區(qū)域國(guó)家提供濕地科學(xué)理論支撐。

4.滿(mǎn)足“一帶一路”區(qū)域荒漠化/土地退化監(jiān)測(cè)評(píng)估需要

“一帶一路”區(qū)域，特別是“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”上的中亞和西亞國(guó)家，大部分都是沙漠國(guó)家，掌握這些國(guó)家的沙漠氣候與環(huán)境特點(diǎn)，了解其荒漠化/土地退化的程度以及發(fā)生和發(fā)展過(guò)程，對(duì)“一帶一路”實(shí)施中協(xié)調(diào)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系尤為重要。

另外，基于自主高分?jǐn)?shù)據(jù)的荒漠化遙感監(jiān)測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)也需要在不同的區(qū)域檢驗(yàn)系統(tǒng)的適應(yīng)能力?！耙粠б宦贰眳^(qū)域沙漠國(guó)家的獨(dú)特環(huán)境客觀上提供了極好的應(yīng)用推廣區(qū)域。

5.為我國(guó)政府參與氣候談判及開(kāi)展環(huán)境外交提供支撐

中國(guó)政府是《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書(shū)》的簽約國(guó)。在應(yīng)對(duì)氣候變化方面表現(xiàn)出積極和負(fù)責(zé)任的大國(guó)形象，制定了一系列國(guó)家政策。2007年6月中國(guó)政府發(fā)布《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案》。2009年11月，國(guó)家林業(yè)局發(fā)布《應(yīng)對(duì)氣候變化林業(yè)行動(dòng)計(jì)劃》，確立“堅(jiān)持林業(yè)發(fā)展目標(biāo)和國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略相結(jié)合、堅(jiān)持增加碳匯和控制排放相結(jié)合”原則，積極開(kāi)展林業(yè)碳匯計(jì)量與監(jiān)測(cè)體系建設(shè)，針對(duì)全球氣候變化提出林業(yè)的適應(yīng)與減緩對(duì)策，積極參與國(guó)際氣候談判中的涉林問(wèn)題，并取得了積極效果。

全面掌握境外森林資源及碳儲(chǔ)量分布格局，有利于制定更加科學(xué)的森林資源發(fā)展規(guī)劃，參與國(guó)際社會(huì)制定碳貿(mào)易標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)體系，整合符合我國(guó)國(guó)家利益的碳貿(mào)易資源，在應(yīng)對(duì)氣候變化與履行國(guó)際公約中更好地維護(hù)我國(guó)利益。

三、建設(shè)內(nèi)容

“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由一個(gè)平臺(tái)和三個(gè)專(zhuān)題應(yīng)用子系統(tǒng)構(gòu)成（圖1）。

圖1 “一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)組成

“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)基于一站式行業(yè)應(yīng)用平臺(tái)、巴基斯坦遙感衛(wèi)星系統(tǒng)及“瀾滄江-湄公河空間信息共享服務(wù)平臺(tái)”，是“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的核心與基礎(chǔ)，整合林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)相關(guān)的各類(lèi)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、數(shù)據(jù)資源、軟件資源和專(zhuān)家資源，形成為“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)提供遙感數(shù)據(jù)共享服務(wù)以及支撐“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與運(yùn)行服務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)。整合高分系列衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、風(fēng)云衛(wèi)星等國(guó)內(nèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)為主，兼顧國(guó)外SPOT、MODIS、Landsat、Radarsat等衛(wèi)星數(shù)據(jù)，針對(duì)多源遙感森林分類(lèi)、森林變化監(jiān)測(cè)、濕地監(jiān)測(cè)和土地退化/土地沙化監(jiān)測(cè)等林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)需求，提供遙感應(yīng)用產(chǎn)品生產(chǎn)和專(zhuān)題制圖功能，對(duì)多衛(wèi)星、多級(jí)別、多類(lèi)型的遙感數(shù)據(jù)和產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)、管理、調(diào)度、檢索和分發(fā)，并提供遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品查詢(xún)和服務(wù)。

森林資源監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)分系統(tǒng)：綜合利用多源遙感平臺(tái)[衛(wèi)星、航空（包括無(wú)人機(jī)）、地基等新型遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)（激光雷達(dá)、多角度立體攝影測(cè)量、極化干涉SAR等）]的森林結(jié)構(gòu)信息自動(dòng)化、定量化提取技術(shù)，依托平臺(tái)構(gòu)建森林資源監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)分系統(tǒng)，開(kāi)展大區(qū)域和國(guó)家兩個(gè)尺度的森林類(lèi)型、面積現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)用，提供森林資源專(zhuān)題產(chǎn)品的業(yè)務(wù)化生產(chǎn)和服務(wù)。

森林火情監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)分系統(tǒng)：依托平臺(tái)構(gòu)建“一帶一路”森林火情監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，集成我國(guó)的風(fēng)云四號(hào)、日本葵花八號(hào)等地球靜止軌道衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以高分系列、巴基斯坦遙感衛(wèi)星一號(hào)為輔助，可以每10min更新一次監(jiān)測(cè)服務(wù)數(shù)據(jù)，開(kāi)展國(guó)家尺度的火點(diǎn)空間監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)及位置監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)火情第一時(shí)間預(yù)報(bào)預(yù)警。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)前的火點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、探測(cè)，火災(zāi)中的火情預(yù)報(bào)、火災(zāi)蔓延分析與輔助救援指揮，火災(zāi)后的災(zāi)害定損。

森林病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)分系統(tǒng)：利用多源、長(zhǎng)時(shí)間序列衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)以及地面森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、土壤信息等，集成現(xiàn)有的植被參量反演、空間統(tǒng)計(jì)與光譜分析，依托平臺(tái)構(gòu)建森林病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在“一帶一路”區(qū)域開(kāi)展國(guó)家和感興趣區(qū)兩個(gè)尺度的森林病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)示范應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)森林病蟲(chóng)害預(yù)測(cè)、蔓延模擬、危害程度分析等服務(wù)。

四、應(yīng)用示范

為滿(mǎn)足森林資源情況定量監(jiān)測(cè)的需求，前期以“巴基斯坦遙感衛(wèi)星系統(tǒng)”、“瀾滄江-湄公河空間信息共享服務(wù)平臺(tái)”等項(xiàng)目，綜合利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)、地面調(diào)查等先進(jìn)技術(shù)手段，建設(shè)典型應(yīng)用遙感監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)，形成從數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、產(chǎn)品生產(chǎn)、精度驗(yàn)證以及結(jié)果分析于一體的示范應(yīng)用體系，先期實(shí)現(xiàn)森林分類(lèi)、變化監(jiān)測(cè)等功能，獲取相應(yīng)的產(chǎn)品成果，包括示范區(qū)森林資源覆蓋情況以及由于火災(zāi)、亂砍亂伐等大型活動(dòng)造成的森林?jǐn)_動(dòng)情況，結(jié)果可廣泛應(yīng)用到林業(yè)經(jīng)營(yíng)管理領(lǐng)域，為該區(qū)域國(guó)家林業(yè)主管部門(mén)提供輔助決策支持。通過(guò)本次示范，對(duì)相應(yīng)算法進(jìn)行驗(yàn)證，并且建立應(yīng)用流程及精度驗(yàn)證流程。

選取東盟四國(guó)（印度尼西亞、泰國(guó)、緬甸、柬埔寨）和巴基斯坦的典型森林區(qū)域進(jìn)行技術(shù)應(yīng)用與示范，開(kāi)展森林類(lèi)型信息提取技術(shù)的推廣、應(yīng)用與示范，獲取“一帶一路”區(qū)域的東南亞區(qū)和中亞區(qū)的典型森林資源特征，并為拓展到其他“一帶一路”區(qū)域國(guó)家森林資源監(jiān)測(cè)奠定技術(shù)基礎(chǔ)和科學(xué)數(shù)據(jù)。通過(guò)示范應(yīng)用形成口碑效應(yīng)，積極向“一帶一路”區(qū)域國(guó)家推廣遙感應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)衛(wèi)星產(chǎn)品信息化發(fā)展，形成集硬件產(chǎn)品和軟件服務(wù)于一體的綜合應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈條（圖2）。

圖2 東盟地區(qū)典型林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品圖

五、結(jié)論

“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以將空間數(shù)據(jù)和應(yīng)用領(lǐng)域數(shù)據(jù)有機(jī)地結(jié)合在一起，它提供的數(shù)據(jù)和信息將在“一帶一路”國(guó)家的宏觀決策和科學(xué)管理、林業(yè)資源利用、生態(tài)環(huán)境規(guī)劃及建設(shè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、全球變化、生態(tài)系統(tǒng)以及水文循環(huán)系統(tǒng)等方面得到廣泛的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)“一帶一路”國(guó)家林業(yè)資源的永續(xù)合理利用，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和自然、生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)，保證可持續(xù)發(fā)展。開(kāi)展“一帶一路”林業(yè)遙感監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)，不僅可以節(jié)省人力物力，同時(shí)還可以為“一帶一路”國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展、林業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)等提供科學(xué)的決策依據(jù)，促進(jìn)“一帶一路”國(guó)家科技的發(fā)展，從而產(chǎn)生巨大的生態(tài)效益和社會(huì)效益。