中国卫星遥感与定位技术应用的现状和发展

1、.：.；中国卫星遥感与定位技术运用的现状和开展2002-3-19经过三十多年来的开展，卫星遥感技术运用的范畴曾经从当初的单一遥感技术开展到今天包括遥感RS)、地理信息系统(GIS)，全球定位系统(GPS)等技术在内的空间信息技术，逐渐深化到国民经济、社会生活与国家平安的各个方面，使社会可继续开展和经济增长方式发生了深化的变化，其开展与运用程度业已成为综合国力评价的重要标志之一。1998年美国副总统戈尔从战略高度提出了空间信息技术综合运用的艰苦目的之“数字地球的想象，将空间信息技术向全民化、产业化开展的目的推进了一步。随着国家和地域空间信息根底设备的建立和完善，分布式数据库的开展与成熟，以及高性

2、能计算、联网处置才干的提高，美国和西方七国集团已把空间信息技术列为从工业化向信息化过渡，实现全球信息社会(Global Information Society，GIS)的一个重要高新技术运用产业。我国经过“八五，“九五的攻关研讨，RS、GIS和GPS的综合配套开展才干开场构成，为3S走向适用奠定了根底。在运用方面， 3S技术已在国家的经济建立中，尤其在艰苦自然灾祸监测与评价和资源调查等方面，为国家指点人和各级政府部门提供了大量科学的宏观辅助决策信息，产生了宏大的社会效益。在技术运用逐渐由国家行为向产业行业的转化过程中，有力地推进了国土、农业、林业等部门对这些新技术的认同和采用，越来越多的部门，

3、曾经正在将这些技术摆上部门业务化运用的日程，成为主管部门执法或制定产业政策、规范及行业技术改造的重要根据之一。中国卫星遥感运用的开展遥感技术集中了空间、电子、光学、计算机通讯和地学等学科的最新成就，是当代高新技术的一个重要组成部分。国际上遥感技术的开展，将在未来15年将人类带入一个多层。立体。多角度，全方位和全天候对地观测的新时代。各种高、中、低轨道相结合，大、中、小卫星相互协同，高、中、低分辩率互补的全球对地观测系统，将能快速、及时地提供多种空间分辩率、时间分辩率和光谱分辩率的对地观测海量数据。自70年代以来，我国高度注重遥感技术开展与运用，跟踪国际技术前沿并努力创新，在“六五、“七五、“八

4、五、“九五延续四个五年方案中，给予重点支持，在遥感技术系统，遥感运用系统、GIS等方面均获得突出进展。建立了国家级资源环境宏观信息效力体系该效力体系包括以中国1：25万土地利用数据为中心的国家资源环境空间数据库，二个部级效力系统，三个省级示范系统及五个县级效力系统，珠江三角洲地域“4D(数字高程模型DEM，数字正射影像库 DOQ，数字专题地图库DRG和数字专题信息DTI)技术系统以及全国资源环境信息技术系统。以1：10万土地利用数据为中心的国家资源环境数据库包括30多种主要资源环境要素，且具有统计的数据规范、参数、数据格式与数据精度。该库将每五年实现全面更新，东部主要地域每年更新。两个部级效力

5、系统是面向农业部和国家林业局开发的。其中农业部以上述本底数据库为根底，针对华北地域有关短少耕地的农情进展分析，直接支持了农业部的决策任务。国家林业局的系统在本底数据库根底上，直接支持了国家生态环境的建立任务。三个省级示范系统，那么是专为江苏、福建和安徽开发的，它们都包括资源与环境数据库、根底地理数据库、资源环境专题数据、社会经济统计数据库及1：10万(江苏、福建)和1：5万(安徽)土地利用数据库。现三个省级示范系统曾经开场为三省的国民经济建立提供效力。在珠江三角洲示范区建立的1：10万资源与环境“4D遥打动态信息效力体系，具有一年一度更新才干。对珠江三角洲城市扩展、耕地减少和海岸带变化等资源热

6、点问题提供年际动态数据及专题分析报告。该技术已胜利的运用到国家土地利用变化监测。该效力体系自建立起来就得到了广泛的运用。据不完全统计，国家资源环境数据库用户数现已到达 200余个，用户涉及包括国家计委、农业部，水利部。国家环保总局、国家林业局、国家统计局、国家航天局以及总参等多个政府部门。推行运用的省份包括江西、安徽、福建、湖北。湖南、江西、贵州，山东，内蒙、新疆等。特别是水利部在数据库的根底上，在九个月的时间内，完成了全国1：10万比例尺的土壤侵蚀遥感调查任务，成果得到了水利部指点的一致好评。国家环保总局拟在数据库的根底上，建立国家生态环境监测系统。此外，数据库直接支持了对1998年特大洪涝

7、灾祸的监测任务。国家有关部门已要求全面移植本底数据库的主要数据类型，作为国家指点人的决策参考数据。建立了灾祸遥感监测评价业务运转系统该系统由三部分组成：灾祸宏观动态监测系统、机载SAR数据实时传输系统、洪涝灾祸测评价系统。洪涝、干旱。林火和雪灾的宏观动态监测与评价系统，已具备针对中国范围内发生的洪涝、干旱、林火和雪灾等多种自然灾祸的宏观动态监测和成灾区的区域覆盖评价的才干；系统经过网络通讯同其它子系统实现产品传送和数据共享，并以VSAT和INTERNET网络通讯方式向运用部门提供防灾减灾信息效力。机载SAR数据实时传输系统，实现了3米SAR图像的实时网络远程传输、地面接纳和处置；它可以针对3米

8、SAR图像进展7种功能的实时处置。迄今为止，该业务运转系统曾经在对中国发生的洪涝、干旱、林火和雪灾等各种艰苦自然灾祸的监测评价中发扬了重要作用，及时并准确地向国务院办公厅及国家防汛抗旱总指挥部提供了有关灾祸发生情况的大量数据。对突发性水灾，实现 2天之内提供受淹范围及各类受淹土地面积等信息，一周之内提供包括受灾人口，受淹房屋等信息的详细评价报告。全国旱情监测实现每 10天上报一次旱情数据。在1998年长江特大洪水期间，中国主要遥感单位利用6颗卫星和3套航空遥感系统，对灾区进展5-7次覆盖，获得100多幅灾情图像，为灾情监测评价和灾后重建提供了科学数据。该系统曾经被纳入国家防汛指挥系统。国产GI

9、S软件产品的开发与运用从引进，消化、吸收起步，根据“引入竞争机制，坚持流动开展，加强科技攻关，落实产业开展的方针，我国经过科研攻关工程支持和软件测评，鼓励开发了一批具有自主版权的GIS软件，某些软件在技术程度上接近国际先进程度，带动了一批新兴高新技术企业，实现了科技成果产业化，促进了我国GIS在各行各业的运用，并获得了一定的经济效益和构成初步的产业规模。经过“九五期间的开展，目前国产GIS软件占据国内市场已到达近30。在行业运用领域不断开展的同时，国产软件也在许多国家重要的政治。科技活动中凸现本人，并产生了重要的社会效益。例如，利用国产软件制造的香港、澳门两座城市的电子地图、在解放军进驻两地的

10、过程中发扬了重要作用，遭到军方的一致好评；号发射过程中，国产软件成为航天飞行的一个固定控制软件被胜利地用于飞行器态势的控制；国产软件在昆明世博会上运用胜利，并打入了2000年悉尼奥运会。“九五期间，在科技部的大力推进下，国外软件垄断的局面曾经不复存在，中国的地理信息系统软件产业曾经初步构成；“十五期间，中国的地理信息系统软件产业必将迎来又一个高速开展的阶段。国家空间数据根底设备建立开展地理信息系统运用的必要条件是建立国家空间数据根底设备。中国有关部门已建立了10个根底地理信息数字化消费基地，开展了信息共享与规范化研讨，实现了地理信息产品的规模化消费。目前已建成中国1：400万、1：100万、1

11、：25万根底地理数据集。七大江河流域重点防备区1：1万和1：5万根底地理数据集。在科技部的支持下，以推进空间信息技术及其产业开展为目的的国家级空间信息共享和效力平台中国空间信息网于1999年开场建立，现已具雏形。开展遥感前沿技术及运用系统针对目前高光谱遥感、雷达遥感，大数据量遥感图像并行处置，多种数据交融和快速更新等遥感的前沿技术，严密结合遥感的详细运用，开展了高光谱农作物精细分类模型，构成了水稻信息提取和分类的雷达遥感成套技术，研制了微机大数据量遥感图像并行处置技术及系统，开展了遥感与地理系统交融处置技术以及地理空间数据的快速生成和更新技术。构成了一套独具特征的技术系统，并在国际协作中得到了

12、运用和检验。建立了海洋环境立体监测体系作为一个海洋大国，我国天然海域达485万平方公里，海岸线长达 18000公里。海洋及海岸带拥有丰富的资源，有12个省(市、自治区)处于沿海地带，全国50的大城市，40的中小城市也在这个地带，国民经济总值的60沿海地域。因此，建立海洋环境立体监测体系是我国一项战略目的。在“九五国家高技术开展方案(863方案)支持下建立的海洋环境立体监测体系主要包括：近海环境自动监测技术、高频地波雷达海洋环境监测技术。海洋环境遥感监测运用技术、系统集成技术以及示范实验等。中国卫星定位技术运用的开展卫星定位技术的开展，因其可提供全天候实时，高精度三维位置，速度以及精细的时间信息

13、，90年代以来，已被广泛运用于陆地、海洋，空间和航天领域内务类军用和民用目的的定位、导航与精细丈量，并已初步构成一个新兴的高科技产业。世界上一些国家和地域，从本身的技术、经济和国家平安利益出发，纷纷建立或规划建立全球或区域性的卫星定位系统，如俄罗斯的GLONASS，美国的GPS。欧洲的 GALILEO方案等。我国已于2000年 10月31日和12月21日先后发射了第一颗和第二颗“北斗导航实验卫星，构成了我国第一代卫星导航定位系统即“北斗导航系统。随着美国SA政策的终止和其他国家新的空间定位系统的投入运转，卫星定位系统的静态和动态定位精度、运转的可靠性曾经大幅度提高。国际上 GPS接纳机，GPS

14、导航系统，GPS航空。航海、公路、铁路导航控制系统， GPS接纳机与其它电器结合的通用设备如GPS照相机。GPS收音机，GPS手表等已构成相当规模的产业群体，成为空间信息技术中首先进入大规模产业化开展的领域之一。据结合国1999年的资料，虽然前几年世界经济并不景气，但全球航天产业的平均年增长率超越9%，其中卫星导航定位领域的增长平均每年超越 30：6，而这两年的实践增长那么远超越上述数字。未来的开展趋势是导航定位产品将与挪动等群众消费品融为一体，市场前景极为可观。我国从七十年代中期开场引进子午卫星导航定位技术，这是美国第一代卫星定位系统，采用多普勒定位技术，主要用于大地丈量。海岛联测及石油勘探

15、。八十年代中期开场引进GPS卫星定位仪。随着GPS卫星定位系统日益完善和卫星定位技术的不断提高，卫星导航定位技术已进入到国民经济多个领域中并发扬了重要作用。地球板块运动监测和地球动力学研讨GPS在地球动力学研讨方面运用，主要用于对全球性板块运动、地壳运动监测。地震预告监测和对极移的测定。测定板块间运动参数相对挪动速度和方向)、大陆和海洋板块内部变形，板块边境是与地震有关的区域形变和应变积累。研讨地下断层活动方式、应力场变化，从而进展地震危险值估计和预告。目前利用GPS程度方向形变监测精度曾经到达1-2mm年，垂直方向为2-4mm年，基线相对精度过110-9。我国积极参与国际大地丈量协会组织的国

16、际地球动力学效力网(International GPS Service for Geodynamics，简称IGS网)的建立，已有长春、乌鲁木齐、拉萨、昆明、西安，武汉，上海、北京等八个站参与了该网。目前世界上已有200多个永久跟踪站。其目的是为从事高精度的地球动力学研讨的单位和个人提供准确的GPS卫星轨道、地球自转参数和测绘坐标。经过国家“九五艰苦科学工程工程的支持，“中国地壳运动监测网络工程已于2000年建成，在我国建立了25个延续运转GPS跟踪站，54个根本站，1000个地震监测点。“十五期间将陆续建成约100个左右延续跟踪站。这一科学工程的建立将为地球板块运动监测，区域地壳形变监测地震

17、预告监测，起着重要作用。1995年中德协作在西藏测定由 8个GPS点组成的网，从格尔木到珠穆郎玛峰南麓戎布寺，横跨四个断裂带。中美在龙门山建立了13个GPS监测站的监测网，横跨四川、云南两省，基线反复精度到达110-8，坐标优于5cm。为监测首都圈地震，1994年利用的GPS建立了57个GPS地震监测点，点距50-100km，控制面积15万km2。每年复测一次。利用GPS监测海平面及冰盖、冰川的变化为了监测由于温室效应产生的影响，人们利用GPS、测高雷达，结合传统的水准丈量和验潮技术监测海平面变化。美国、德国、西班牙在大西洋沿岸建立16个GPS监测站对海平面变化进展监测：美国在南阿拉斯加建立1

18、0个GPS监测站监测冰川变化。在南极、格陵兰人们用GPS结合卫星测高，合成孔径雷达干涉丈量技术监测冰盖变化。1994年我国参与了由个几个国家的二十多个在南极的台站参与的“国际南极GPS会议研讨南极板块运动及南极地形变化。我国也将在沿海建立多个GPS监测站，结合卫星测高和验潮站，监测沿海海平面变化。GPS在测绘中的运用GPS技术以其定位精度高、速度快、费用省、仪器轻便等特点被广泛运用于测绘的各个方面，并已完全取代常规测距、测角技术建立大地控制网。我国于1992年利用GPS在全国建立了由28个点组成的国家A级GPS控制网，平差后地心坐标精度优于01m。边长相对精度优于110-8，后又经过两次复测，

19、精度到达310-9。1996年完成了由730个点组成的国家B级GPS网，平差后地心坐标精度01m。基线边长相对精度210-8，高程为310-8。新布设的A、B级网将成为我国现代大地丈量和根底测绘的根本框架。此外，还利用GPS建立城市和工程控制网，大型构造物变形监测，航空摄影丈量。地形、地籍、房地产测绘及地理信息更新丈量，海洋测绘等方面。GPS在智能交通系统中的运用GPS导航定位系统在智能交通管理系统中起着重要作用，特别是进入九个年代后期，随着信息技术和通讯技术的开展，以GPS导航和电子地图为根底的各种电子导航产品和运输工具的管理系统已成为重要市场，成为一个新兴的高科技产业。目前国际上汽车导航市

20、场以日本开展最快。它从80年代末开场研制到90年代中期构成产品，每年以30增长率开展，到1999年销售量已到达155万套。欧洲和美国虽然比日本开展慢，但是近两年开展很迅速，2000年北美和欧洲车载导航仪销售量到达100万套，每年以翻一番的速度增长，到2005年将到达600万套。我国民用汽车保有量约1500万辆，年产约150万辆，其中轿车1999年产为56万辆。假设按10年增长率及国外安装GPS导航系统的比例，保守估算，到2006年原装和选配GPS自主导航系统将累计到达37万套和12万套。据不完全统计，我国有货运车430万辆，客运车170万辆，特殊车辆7万辆(如运钞车、救火车、邮政车、巡警车、工

21、程车、危险品运输车等)。这是GPS在物流运输管理上发扬艰苦作用的领域，市场潜力很大。国际海洋组织于1997年制定了关于海上船虽然理的规程，要求中大型轮船(500吨位以上的货轮和60人以上的客轮)都要安装“船只航行数据记录器(VDI)并建立“船只航行自动管理系统(AIS)，该系统将船只航行位置的数据传到沿海航行监控站上，实现全部航行的监控管理。我国沿海共有大小船只32万艘，将有11万艘装有上述设备。假设含沿海需建通讯网(不含电子海图建立)需投资100亿人民币。我国现有民航飞机200多架，到2021年将开展到约550架(不包括通讯航空小飞机)。飞机导航按航路飞行阶段划分为：海洋空域航路，内陆空域航

22、路、终端区导引、进场着陆。GPS的运用还包括机场局面监视、管理和特殊区域导航，如农业飞防、林业飞播、护林、灭火、救援、巡查、航拍等。中国卫星遥感与定位技术运用开展趋势与重点按照我国科技开展“十五方案的规划，今后5-15年空间信息技术开展的根本思绪是：强化各项科技工程之间的协调与结合，发扬学科与技术综合的优势和实力，在综合运用方面下功夫；面向运用，面向部门与地方，真实处理实践运用中面临的关键技术问题，推进部门与地方对空间信息的实践运用；探求新型工程实施与管理方式，结合我国国情与现实科技体制，结合各部门机制改革进程，营造一种高效，有活力的科技研讨与开展环境；大力推进科技与产业开展的结合，经过科技促

23、产业，经过产业支持空间信息运用与效力的长久开展。总体目的是：以社会可继续开展。国家宏观决策，国家平安，部门和地方艰苦运用及工业领域产业化开展中对空间信息技术的需求为主导，全面促进我国空间信息技术的开展和产业化进程。未来我国卫星遥感与定位技术运用的开展拟应优先思索如下领域。进一步开展卫星遥感技术，建立继续。稳定的空间观测数据源继续开展卫星遥感技术，在开辟新数据源同时，采取有效措施盘活已有数据源，构成不同时间和不同空间分辩率的空间观测数据的获取才干，继续不断而稳定地提供不同运用领域所需求的空间观测数据。在开展卫星遥感技术中应留意不同类型卫星的结合，其中高性能对地观测微型卫星技术及运用研讨是在小卫星平台上将中等空间分辩率宽带场高重访周期多光谱成像与高空间分辩率光学成像的优势结合起来