自然资源湖南省卫星应用技术体系建设现状及发展思考.pdf

第20卷 第2期第1页2023年6月Jun.,2023国土资源导刊Land&Resources Herald自然资源湖南省卫星应用体系建设 专栏编者按我国遥感卫星事业经过二十多年的发展，实现了从无到有，从弱到强的跨越发展。建立自然资源湖南省级卫星应用技术体系，把卫星遥感数据和技术应用到自然资源管理的每一个神经末梢，构建“横向到边、纵向到底”卫星应用格局是自然资源部对湖南省自然资源部门提出的全国试点要求。近年来，湖南省从组织机构、重大工程、人才队伍、数据资源等方面建立并完善了“3+5”的卫星应用“湖南模式”，在自然资源、农、林、水利等部门取得了良好的应用效果。为此，本期 自然资源湖南省卫星应用体系建设 专栏推出5篇文章，分别从体系建设与服务、关键技术研究、行业应用服务等方面进行了探索，可为相关省、市自然资源卫星应用服务提供借鉴。本期专栏负责人简介：曹里，湖南省第二测绘院高级工程师、注册测绘师，主要从事自然资源卫星应用在轨评价、共性产品生产技术研制及行业应用服务工作，在Remote sensing、Sustainability等主流期刊上发表论文10余篇，主编专著1本，合编专著3本，获测绘地理信息省、部级科技奖励10余项。引用格式:曾海波,骆检兰,王伟，等.自然资源湖南省卫星应用技术体系建设现状及发展思考J.国土资源导刊,2023,20(02):1-10.Reference format:Zeng Haibo,Luo Jianlan,Wang Wei,et al.Current situation and development consideration of satellite application technology system constructionfor natural resources in Hunan provinceJ.Land&ResourcesHerald,2023,20(02):1-10.自然资源湖南省卫星应用技术体系建设现状及发展思考*曾海波1*，骆检兰2，王 伟3，陈亚凯4，李明波5，李志伟6，欧阳霖7，张泽旭1，曹 里1（1.自然资源部南方丘陵区自然资源监测监管重点实验室，湖南 长沙 410119；2.湖南省地球物理地球化学调查所，湖南 长沙 410014；3.湖南省第三测绘院，湖南 长沙 410119；4.湖南省国土资源规划院，湖南 长沙 410119；5.湖南省自然资源事务中心，湖南 长沙 410004；6.湖南省第一测绘院，湖南 长沙 410119；7.湖南省测绘科技研究所，湖南 长沙 410007）摘要：为加快推进湖南省卫星应用技术体系建设，湖南省在构建“1+6+14+X”的卫星应用网络架构基础上，依托影像统筹、“1+N”卫星监测及行业化卫星应用，光学卫星在重大工程、国土空间规划实施监测方面的深化应用以及航天高光谱土壤质量关键参数反演技术攻关方面取得了重要进展，形成了省市联建、帮建、共建和市县统建、分建的省市县联动工作模式，在省市县建立了一支超过500人的卫星应用科技力量，卫星遥感应用推广效益明显，探索形成了可推广、可复制的建设模式，这些经验和做法对其他省份开展卫星应用技术体系建设具有一定借鉴和参考价值。关键词：卫星应用技术体系；影像统筹；“1+N”卫星监测中图分类号：P236文献标识码：A文章编号：1672-5603（2023）02-01-10收稿日期:2023-04-20;改回日期：2023-05-28。*基金项目：自然资源湖南省卫星应用技术体系建设。*第一作者简介：曾海波（1987），男，测绘工程师/土地工程师；主要从事测绘地理信息自然资源调查监测应用研究;E-mail:。第20卷 第2期第2页国土资源导刊Land&Resources Herald2023年6月Jun.,2023CurrentSituationandDevelopmentConsiderationofSatellite Application Technology System ConstructionforNatural Resources in Hunan ProvinceZeng Haibo1,Luo Jianlan2,Wang Wei3,Chen Yakai4,Li Mingbo5,Li Zhiwei6,Ouyang Lin7,Zhang Zexu1,Cao Li1(1.Key Laboratory of Natural Resources Monitoring and Supervision in Southern China HillyRegion,Ministry of Natural Resources,Changsha Hunan 410119;2.Geophysical and Geochemical SurveyInstitute of Hunan,Changsha Hunan 410014;3.The Third Surveying and Mapping Institute of HunanProvince，Changsha Hunan 410119;4.Hunan Planning Institute of Land and Resources,Changsha Hunan410119;5.Hunan Affairs Center of Natural Resources,Changsha Hunan 410004;6.The First Surveying andMapping Institute of Hunan Province,Changsha Hunan 410119;7.Hunan Institute of Geomatics Scienceand Technology,Changsha Hunan 410007)Abstract:In order to accelerate the construction of our provinces satellite applicationtechnology system and form a scalable and replicable construction model,our province has madesignificant progress in deepening the application of optical satellites in major projects,spatial planning implementation monitoring,and key parameter inversion technology for aerospacehyperspectral soil quality by building a 1+6+14+X satellite application network architecture,relyingonimagecoordination,1+Nsatellitemonitoring,andindustrialsatelliteapplications,Aprovincial-citycountylinkageworkmodelhasbeenformed,whichincludesprovincial city joint construction,assistance construction,co construction,and unified anddecentralized construction of cities and counties.A satellite application technology force ofover 500 people has been established in provinces,cities,and counties,and the promotionbenefits of satellite remote sensing applications in our province are obvious.These experiencesandpracticescanprovidereferencesforexploringsatelliteapplicationtechnologysystemconstruction models in other provinces.Keywords:satelliteapplicationtechnologysystem;imagecoordination;1+Nsatellitemonitoring0 引言随着我国民用空间基础设施建设水平的不断提升，陆地观测体系建设日趋完善，我国卫星遥感技术应用也取得了长足的进步，成为研究地球表面和自然资源变化的重要手段。目前我国在轨运行的陆地资源遥感卫星达25颗，主要包括以高分系列、资源系列为代表的公益卫星星座和以吉林卫星、高景卫星、海丝卫星、珠海卫星为代表的商业卫星星座。以上卫星提供的高时间分辨率、高空间分辨率、高波谱分辨率和多模态卫星数据，有效满足了我国各个领域的海量遥感数据应用需求1-3。湖南省作为中部地区经济强省之一，自然地理条件复杂，地形地貌多样，过去很长一段时间，缺乏及时准确获取低保变化信息的方式。而卫星遥感技术具有高效、高速、高精度等特点，能够获取大范围、高精度和多类型数据，为掌握湖南省自然资源地表现状、变化和质量情况，应对各种自然灾害提供非常重要的技术手段。湖南省卫星应用发展阶段历程，大致可以分为探索与起步阶段（2008年之前）、技术沉淀与成熟阶段（20092019年）和技术突破与大规模应用阶段（2020年至今）。其中，探索与起步阶段，标志性的事件有1976年湖南省政府批准成立了湖南省遥感中心，原湖南省国土资源厅支持引进遥感技术并开展本地化的遥感应用服务，聚焦湖南省内国土资源领域的现状调查应用需求，为省级经济社会发展和国土资源管理提供基础底图应用支持。技术沉淀与成熟阶段，主要以服务国家和省土地资源重大工程建设为核心，积极把国家层面的遥感技术与经验积极融入省级应用业务中，先后开展了地理国情监测、土地年度变更调第20卷 第2期第3页2023年6月Jun.,2023国土资源导刊Land&Resources Herald查、卫片执法、土地督察和全省一张图等核心业务，连续多年承担了原国土资源部土地利用变更调查遥感监测等市场化采购服务，并在原国家地理信息局的支持下，于2014年成立测绘卫星应用湖南分中心4，初步建立了产品生产体系和国产卫星应用模式，并开展卫星遥感技术在农业、林业、生态等多个领域典型应用5-7。2020年至今，部、省机构改革和职能调整赋予了自然资源管理部门更多的使命和责任，为切实履行“两统一”职责，更加全面支撑自然资源主责主业，湖南省自然资源主管部门筹建湖南省卫星应用技术中心，积极探索在省级中心框架下自然资源卫星应用技术体系的建设经验，在构建“1+6+14+X”的卫星应用网络的基础上，采取“T+5”模式为月清三地两矿、耕地保护、田长制、土地利用日常变更、生态修复、违法用地等自然资源业务提供技术服务支撑，以数据、产品和服务的形式在农、林、水利、审计等行业拓展遥感应用40余项，形成省市县联动开展遥感应用的“湖南模式”，初步构建了集自然资源卫星遥感应用评价、遥感数据采集和专题产品生产、自然资源主责主业技术支撑等的省市县联动的卫星应用技术体系，形成了“横向到边、纵向到底”的卫星应用新格局。1 卫星应用需求为促进湖南省卫星应用资源的共建和共享，推动卫星遥感在省、市层面自然资源机构和各行业领域的应用，对湖南省卫星应用的需求进行梳理，主要包括影像及产品需求、卫星应用服务需求和卫星应用技术需求等三个方面分析湖南省卫星应用的需求。（1）影像数据和产品方面。按照自然资源卫星观测体系发展规划，统筹公益及商业卫星数据资源，建立与省、市级应用需求相匹配的影像数据及各级产品的接收、管理平台，建设基础控制子库、遥感解译样本子库、地物光谱子库、专题业务产品子库和软硬件产品子库，形成完善的产品分类体系，构建具备全省统一的空间基准、精度和分类标准的卫星遥感应用影像和产品数据库8-9，针对湖南的地形地貌及气候特点，加强高分辨率雷达数据，高空间分辨率的多光谱影像数据保障和产品生产，满足各行业对高空间分辨率、高时间分辨率和高波谱分辨率的多样化卫星影像数据与产品需求。（2）卫星应用服务需求方面。确立“横向到边、纵向到底”的总体目标，在研发共性通用产品基础上，提升专题应用产品研发、业务化生产的能力，形成独立承担部、省、市自然资源调查、监测、监管（执法）、评价、规划等业务相关的重点项目和重大任务的卫星应用支撑服务能力10，可独立完成国土、测绘、地矿、林草等自然资源主体业务基础产品生产任务，形成每日处理卫星影像产品不低于50景，卫星影像专题产品生产延迟不超过3天，应急条件下不超过4小时的产品生产能力。同时面向省、市不同层级重点行业领域如水利、财政、文物、农业、商务、生态等应用需求，尤其是丘陵区地质灾害防治、粮食主产区资源普查、内陆湖泊的水资源应急监测、长株潭都市圈发展与协调等具有“湖湘”特色的卫星应用需求，开展面向行业部门的特色化、市场化的卫星应用服务，深化卫星应用深度，创新遥感应用的服务模式，研制可适应不同行业领域的卫星应用需求的产品体系，满足不同行业领域的卫星应用需求，进一步发挥卫星遥感服务地方发展的效能。（3）卫星应用技术需求方面，按照“在轨评价数据处理应用服务”的思路，建立省级中心关键技术和算法模型，包括基于控制点的几何检验技术、航空地面光谱联合检验技术、基于DOM的控制点匹配技术、基于矢量的同名点自动采集技术和基于航天立体的地形图更新等技术11-14，形成突破性的卫星应用关键技术与创新成果，为推动卫星遥感技术的应用奠定坚实基础。2 应用实践2.1 总体设计湖南省卫星应用技术体系建设按照卫星应用网络建设要求，充分融合湖南省、市、县三级的资源与技术优势，通过省市市县联动的方式开展市县节点建设工作，初步构建了省市“协建、共建、帮建”的市级中心和市县“统建、分建”的两种县级节点总体建设模式15，形成了纵深化的卫星应用网络体系，有力地支持了全国卫星应用技术体系“一盘棋、一张网”的布局。其中，省级自然资源主管部门统筹全省卫星第20卷 第2期第4页国土资源导刊Land&Resources Herald2023年6月Jun.,2023应用技术体系建设，统筹调查监测、测绘与地理信息、执法监督检查、地灾防治卫星遥感应用需求，指导省级中心组织机构建设，保障运行经费，提供科研平台，科研团队创建。省级中心通过联建的方式共同筹建。湖南省第二测绘院作为牵头单位制定省级航空航天数据保障计划，组织全省数据采集和生产，支撑自然资源卫星遥感应用、拓展行业应用服务、组织实施在轨评价及共享数据库建设、支持与指导市县卫星应用节点、开展卫星应用关键技术攻关、示范与标准建设。联建单位包括湖南省自然资源事务中心、湖南省第一测绘院、湖南省第三测绘院、湖南省国土资源规划院、湖南省地球物理地球化学勘查院、湖南省测绘科技研究所等，负责接收省级中心的标准产品、承担研究方向的研究课题，研制行业专题产品，开展各自行业领域的深化应用。市州自然资源主管部门统筹市本级遥感应用业务需求，落实省级开展省级调查监测等遥感应用延伸工作要求，协调省级数据、产品获取和保密责任。市州中心负责提供市、县级卫星遥感应用对接、技术支持和公益服务，承担市级自然资源遥感应用延伸服务的技术支撑，及省级重大工程外业调查和产品验证工作。县级节点承担统筹本级遥感应用需求，定期向本级政府和自然资源局主要领导汇报、宣传行业应用情况，积极部署、宣传、测试省级配发遥感应用产品和技术。总体运行框架如图1所示。2.2 省市联动模式省市联动建设模式主要以市级自然资源主管部门和直属单位为依托，结合市州行业部门的遥感应用服务需求，将省市联动分为 共建、帮建、协建三种模式，按照“评审批复运行”的模式推进市级中心的建设，目前全省已稳定运行14个市级中心。协建模式针对能力较强的市级中心，省级中心配套影像统筹相关的原始影像成果和技术培训，市级中心开展自然资源及其他遥感应用服务。帮建模式针对基础一般但具有较好的业务拓展意识的市级中心，省级中心配套影像统筹相关的原始影像成果、标准产品、软件产品和技术培训，市级中心提供产品应用反馈技术报告和行业应用服务。共建模式针对缺乏遥感应用技术经验、人才队伍、基础较弱的市级中心，省级中心提供中心发展规划编制，建设运行指导服务，提供核心骨干培训和业务化系统建设。市级中心提供工作经费，保障人员队伍，推动地方工程化应用（表1）。图1 湖南省市县卫星体系建设总体框架Fig.1 Overall framework for satellite system construction in cities and counties of Hunan Province第20卷 第2期第5页2023年6月Jun.,2023国土资源导刊Land&Resources Herald表1 湖南省卫星应用产品体系目录16-18Table 1 Hunan satellite application product system catalog16-18标准产品共性产品L1L2采用卫星数据供应单位（商）提供的SLC级数据，以同一分辨率为单位，整合相近分辨率数据，经过去除云、雾覆盖区，对外提供实体数据库（.tar）及元数据。基于L1级产品，经过大气校正、辐射校正、几何精校正、配准、融合和裁剪等作业工序，按照行业标准（或应用标准）进行生产的产品，超过2个行业专题产品生产所需的输入产品，并且可进行真实性检验。2 m光学原始影像数据库1 m光学原始影像数据库0.5 m光学原始影像数据库0.3 m光学原始影像数据库10 m高光谱数据库30 m高光谱数据库2.5 m卫星影像立体像对原始影像库1 m卫星影像立体像对原始影像库SARInSAR夜光遥感影像数据快速动态影像产品多光谱一张图产品1 10000数字高程模型夜光遥感专题差产品地质灾害重点区域时序SAR产品湖南省影像控制点库产品湖南省遥感解译样本库产品湖南省遥感地物光谱库产品全色2.5 m，多光谱10 m；红/绿/蓝/近红外四波段；幅宽90 km；全省双月度覆盖全色0.8 m，多光谱3.2 m；红/绿/蓝/近红外四波段，幅宽60 km；全省季度覆盖全色0.5 m，多光谱2 m；红/绿/蓝/近红外四波段，幅宽20 km；全省年度覆盖全色0.3 m，多光谱1.2 m；红/绿/蓝/近红外四波段，幅宽14 km；各市州主城区年度覆盖空间分辨率10 m，谱段范围400 nm1000nm，32波段，光谱分辨2.5 nm；幅宽50km；粮食主产区双月度覆盖全色2.5 m；多光谱10 m，波普范围450nm1 040 nm，8波段；高光谱30 m，波普范围400 nm2 500 nm，330波段；幅宽60km；全省年度覆盖前视0.85 m，后视0.65 m，多光谱2 m，红/绿/蓝/近红外四波段，幅宽20 km；全省双年度覆盖前视0.85 m，后视0.65 m，多光谱1.24 m；红/绿/蓝/近红外四波段，幅宽13.1 km；全省双年度覆盖C波段；空间分辨率110 m；13 m提供单极化；510 m提供双极化；8 m提供全极化，幅宽1050 km；1 m每月0.5万 km2，3 m每月1万 km2；区域可定制L波段；空间分辨率优于3 m；幅宽400km；全省重点地质灾害中高易发区8次/年度空间分辨率130 m2.7 km；珞珈一号”卫星/DMSP/OLS空间分辨率0.32 m，以景为单位；供应方式：WMS服务/img下载空间分辨率0.32 m，以行政辖区为单位；供应方式：审批后离线拷贝；2 m全省双月度，1 m全省季度，0.5 m全省年度，0.3 m各市州主城区采样格网：2 m；以行政辖区为单位，供应方式：审批后离线拷贝，全省覆盖主要包括夜光强度分布指数、夜光辐射能力指数、夜光发射面积等参数和人类活动强度指数等。精度：厘米级/毫米级；按行政辖区为单位，全省地灾害中高易发区/月度精度：1 5000比例尺；控制点位平高坐标；点位影像；全省约5万个自然地表覆盖类：8个二级类，23个三级类；地表变化类自然地表覆盖类：8个二级类，23个三级类；地表变化类：12个二级类；人工目标要素类：6个二级类。51个三级类波普范围：2502 500 nm，已采集98个类别，1 800条光谱（1）省级中心开展季度、年度等周期性数字正射影像、数字高程模型等标准产品生产工作；（2）市级中心开展市、县领导用图、应急救灾等遥感应用应急性产品生产工作；（3）高校、科研院所开展定量遥感等研究工作；（1）公众用户通过手机端快速获取感兴趣区域遥感影像（T+0）；（2）省级中心开展变更调查、耕地保护监测、生态修复工程跟踪监测、地质灾害早期识别的提供底图数据工作；（3）部、省、市卫星应用技术支撑单位开展数字正射影像生产、精度评价和质量检查工作；（4）卫星应用技术研发单位开展光学样本解译及智能检测、光谱特征工作。产品类型级别产品说明产品内容参数应用场景第20卷 第2期第6页国土资源导刊Land&Resources Herald2023年6月Jun.,2023专题产品应用产品L3L4由卫星应用系统基于标准产品或共性产品，依据各行业的业务领域的需求，进一步处理得到的支撑行业部门业务应用的衍生产品。指基于卫星技术设计和开发的各种应用系统、设备或服务。地表覆盖类型变化产品土地利用变化产品省管河湖四乱问题治理监测产品河湖水域水面变化产品湖库水质监测产品水稻、油茶等农作物植被指数产品林地植被指数产品土壤质量反演产品地表形变反演产品月清“两地三矿”月度监测产品卫星云遥二次开发工具智慧大脑图斑快递即时影像服务系统/一体机卫星影像快速处理系统卫星应用案例库最小上图面积400 m，按县域提供，*.shp格式，影像采集区域月度提供；最小上图面积400 m，按县域提供，*.shp格式，影像采集区域月度提供；最小上图面积400 m，按县域提供，*.shp格式，全省季度全覆盖最小上图面积400 m，按县域提供，*.shp格式，全省汛期/枯水期重点区域定制覆盖蓝藻水华、叶绿素浓度和悬浮物浓度等指标，洞庭湖地区周、半月定制覆盖监测尺度：县；按县域提供，*.shp格式；全省双月度定制覆盖主要包括NDVI（归一化植被指数）、EVI（增强型植被指数）、LAI（叶面积指数）。监测影像分辨率2 m/16 m/30 m，全省月度监测影像分辨率2 m/16 m/30 m，全省月度主要包括地表形变速率、位移场和形变方向。按照地表形变精度厘米和毫米级，洞庭湖区域年度主要包括耕地监测、违法违规用地、闲置土地和矿山生态修复图斑监测情况。最小上图面积400 m，按县域提供，*.shp格式，全省月度主要提供多时相日新图和镶嵌图的影像服务，功能API接口和系统框架描述主要功能，提供不同级别VIP功能权限或系统框架描述主要功能，提供不同级别VIP功能权限或系统框架提供定制化的离线地图服务及硬件支持国产公益卫星高分系列、资源系列和商业高景系列、吉林系列光学卫星，几何精度在12个像素之内涉及自然资源、林业、水利、审计、商务、文物、发改等22个厅局应用技术流程与方法（1）省、市、县自然资源部门开展耕地保护、临时用地监管、生态修复等专项监测；（2）农业部门开展大宗粮油种植情况普查遥感监测，区域土壤质量调查工作；（3）林业部门开展林权调查、小班调查、林业资源变更调查等工作；（4）水利部门开展水质动态监测（总磷、总氮、PH值）、河湖清四乱监测工作；（5）应急部门开展灾前预警、灾中跟踪及灾后评估监测；（6）审计部门开展自然资源领导干部离任审计监测工作；（7）其他行业开展资源数量、质量和生态监测工作。（1）各行业信息中心等卫星应用技术支撑单位地理信息服务平台底图服务；（2）各行业开展综合性、全流程、全要素的卫星遥感服务平台建设服务；（3）公众及企业用户开展脱密卫星遥感数据应用。续表1 Continued Table 1产品类型级别产品说明产品内容参数应用场景2.3 市县联动模式市县联动模式主要是以县市区自然资源局为载体，按照“县提需求市级保障省级兜底”的方式推进县级卫星应用节点建设工作，目前已经在全省开通运行20余个县级节点。根据县市区卫星应用统筹能力和机制成熟的程度，将市县联动分为统建和分建两种模式。统建模式针对熟悉航空、航天遥感及地理信息行业管理，掌握遥感应用拓展工作流程的县级节点，面向全行业建立年度成果对接和需求征集机制。分建模式针对能力一般的县级节点建设单位，县级节点收集整理本行业工程化应用遥感应用需求，定期报送至市级中心。第20卷 第2期第7页2023年6月Jun.,2023国土资源导刊Land&Resources Herald2.4 自然资源应用及效果省级层面，基于遥感影像统筹和1+N监测工程，以“T+5”模式，为耕地保护、田长制的实施、土地利用日常变更、违法用地“双零”行动提供技术服务支撑，联建单位发挥各自卫星行业应用领域的专业性和技术实力，对于全省卫星应用技术的研究和创新发挥了积极的作用19-20（图2）。开展了高分7号地形图更新及三维实景建设试生产，实现了“地面测图”向“航天测图”的转变21-23，并在中部丘陵区1 10000立体测图工程化应用，填补了湖南省西部军控区基础测绘产品的空白，相比传统测图，工作效率提高了20%。采用航天高光谱数据和技术服务矿区综合普查，辅助完成250多个矿区的综合复查找矿任务及矿区污染普查工作，发现对铅、锌等元素的预测精度超过80%，实现了“化学探测”向“卫星检测”的转变24-30。利用InSAR技术建立了地质+遥感的“一普二筛一核”的地质灾害防治体系，对地质灾害隐患识别精度由传统InSAR识别方法（准确率约18%）提升到38%；通过卫星遥感大数据项目建设情况信息，从宏观上对于全省重大项目管理进行“数据挖掘与分析评价”；构建了国土空间规划监督实施卫星遥感监测业务化工作流程及省、市、县各级联动的工作组织模式，科学支撑国土空间规划监督实施和城市体检等工作31-33；突破了智能手机北斗高精度定位工程化应用关键技术，全国首创应用于农村住房规划建设“三到场”环节，实现了相关测绘服务由专业化向普适化转变。市级层面，益阳、永州扎实推进遥感影像统筹；娄底、衡阳等市州采用“重大工程”的形式推动两违用地清查等工作；益阳、岳阳、长沙等市州突出卫星应用能力持续开展耕地保护监测工作，主责主业保障能力持续加强34。2.5 行业应用及效果省级层面，依托全省遥感影像统筹和“1+N”卫星监测，稳定向22个省直部门提供影像产品和互联网地图服务，以技术服务的形式满足了15个市直部门监测分析和系统建设需求。响应省纪委工作要求，开展矿山恢复治理实证监测工作；响应省河长办，持续开展了四水干流监测，得到多位省级领导肯定性批示；响应田长制工作要求，从数据、产品、系统平台和业务运行方面全面支撑田长办工作实施。在湖南省自然资源厅指导下，已与省应急厅、省政府值班室建立应急监测对接机制，采用天空地网对疑似山火进行实时监测，为“新田火灾”后建立长效、快速的监测工作提供保障。图2 自然资源省级卫星应用专题图Fig.2 Provincial satellite application thematic map of natural resources第20卷 第2期第8页国土资源导刊Land&Resources Herald2023年6月Jun.,2023市级层面，长沙市开展了创建国家生态园林城市技术服务，衡阳市开展了光伏发电摸底调查技术服务，湘潭市、娄底市开展了耕地非农化、非粮化等典型行业应用，各市级中心年均产值达871.7万元，市级中心卫星遥感“倍增器”成效显著。同时，各市级中心在体制机制、基础设施建设、人才队伍、遥感应用、对外宣传交流与培训方面和科技创新方面各具优势。体制机制建设方面，衡阳市、湘潭市表现突出；基础设施建设方面，各市级中心的基础配套设施得到完善；遥感应用方面，长沙市、衡阳市、永州市、娄底市和益阳市在支撑自然资源主责主业和服务行业应用方面效益明显；对外宣传交流与培训方面，长沙市、衡阳市和娄底市等市级中心在国家级或省部级自然资源媒体平台方面开展了专题宣传报道；科技创新方面，长沙市、岳阳市、常德市等表现突出。3 面临挑战随着卫星遥感技术在湖南省自然资源、生态环境、城市规划、农业等领域中的应用越来越广泛和逐步深入，如何更好地利用多光谱、高光谱和雷达等多源卫星数据，实现自然资源质量与生态综合调查与监测的转变35-36，以及如何培养复合型、多领域人才来满足行业多元化需求，成为了当前亟待解决的难题。（1）时空谱数据融合需求日趋旺盛。湖南省面临的土壤重金属污染问题和粮食主产区粮食安全问题，需要实现卫星遥感监测从以数量为主到“数量质量生态”一体化的能力提升37-39。通过利用多光谱、高光谱和雷达等多源、长时间序列的陆海卫星数据，开展自然资源要素定量化监测工作，深度挖掘影像的时间、空间、光谱信息，建立适配卫星数据源的定量遥感监测方法，实现自然资源质量与生态综合调查与监测的业务模式的转变。（2）面向行业的产品需求更加精细。随着卫星数据获取与处理能力的提升，不同行业用户对于产品的个性化要求也在不断提高。例如，在遥感专题产品中，用户可能需要面向岩矿、植被、水体、土壤等专题构建不同的产品体系40，以满足更为具体、深入的应用需求。因此，产品技术开发需要结合具体领域应用需求，加强创新和研究工作。（3）对卫星应用服务决策支持能力亟需提高。卫星数据的应用需要与各领域专家紧密结合，深入了解具体的应用场景及需求。然而许多应用领域中，常常需要完成复杂业务流程或配套的软硬件技术集成，对充分融合测绘地理信息、人工智能、大数据挖掘、云计算等技术优势提出更高的要求。综合分析资源、环境、生态、社会等要素在宏观、中观和微观尺度下的内在特性、空间关联和相互作用41，建立多源数据协同的卫星遥感综合监管技术方法，按场景、业务、需求开展年度或季度监测与分析评价，实现从卫星影像到信息动态感知、预测预警、分析评估，最终形成业务决策的知识化服务。（4）卫星应用复合型、多知识领域人才短缺。卫星应用的发展需要具备多方面的人才，包括卫星数据处理、数据分析、算法设计、工程开发、应用研究等。因此，要培养适应不断变化的科技环境所需的复合型人才，以满足卫星应用发展的多元化需求，促进行业的可持续发展。4 发展对策为更好推进自然资源湖南省卫星应用技术体系建设，应在国家空基规划及后续计划支持下，采取部卫星应用技术支撑单位的技术指导，按照“强化多级联动、攻关应用技术、拓展行业服务”的思路，持续深化卫星体系建设。（1）联动部国土卫星遥感应用中心，以新型卫星在轨评价、土壤质量航天高光谱反演、地表覆被智能检测等工作为契机，推进应用系统建设与应用；联动国家卫星海洋应用中心，以内陆湖泊平原区水稻种植时序监测技术及应用试点为契机，推进“海星陆用”工程化发展42-43；联动 14个市级中心，以市州应用开放课题、区域联合基金为载体，提升市州遥感服务能力；联动6家联建单位及高水平科研院所，开展自然资源领域关键技术攻关及支撑服务，支撑地质灾害早期识别、空间规划智慧监管、实景三维专家团队建设。（2）以光学影像地表覆被智能提取技术为基础，提高推填土等结构化信息不明显的地类识别精度，持续优化大视角同名点匹配算法，提升光第20卷 第2期第9页2023年6月Jun.,2023国土资源导刊Land&Resources Herald学影像立体监测技术水平和能力，在影像、专题产品的基础上，逐步完善基于遥感的自然资源遥感应用评价体系44；建立空、地协同高光谱平滑、降维、提取、反演、评价业务化技术流程和应用系统，重点攻关土壤质量反演方法体系，提升自然资源质量监测工程化应用能力；提高湖南省地灾中高易发区国产差分雷达形变产品批量化生产效率，持续完善“一普二筛三核”体系；适时推动激光测高卫星在洞庭湖水下地形监测的关键技术攻关及示范应用。（3）以自然资源“1+N”卫星监测为基础，满足省级基础测绘、耕地保护、调查监测、生态修复、督察执法业务对数据、产品、技术和队伍的需求；以高精度光学标准产品满足交通、林业等部门对卫星影像底图浏览、资源普查、要素更新的需求；以航空（天）高光谱专题产品满足水利、农业对资源质量定量化监测、核心指标反演的需求；以差分干涉雷达满足灾害防治、应急救灾及灾后评估的需求45；以自然资源部南方丘陵区自然资源监测监管重点实验室为平台，满足行业对监测、监管模式、技术、产品、人才的需求。5 结束语湖南省卫星应用技术体系已初步形成，并构建了“1+6+14+X”的卫星应用网络，卫星应用技术体系建设在组织机构、基础设施、运行机制、行业服务、科技创新等方面初步形成了“横向到边，纵向到底”的卫星应用格局。未来5年将从多光谱、高光谱、雷达等方面不断保障，将从全球、全天候、全天时、全要素、全尺度构建“五全”的自然资源卫星观测体系，进一步完善和丰富自然资源卫星应用技术体系建设的“湖南模式”，积极推进机构建设，提升多源卫星处理应用能力，拓展行业应用范围，加强部省联动，提升卫星遥感应用水平。参考文献/References1信晟,杨超,张悦,等.地球观测卫星发展现状分析J.铁路通信信号工程技术,2022,19(11):54-58.2胡轶之,王鸿燕,欧阳斯达,等.基于资源三号以及多源数据统筹的应急遥感服务保障J.卫星应用,2020(10):26-31.3王权,尤淑撑.陆地卫星遥感监测体系及应用前景J.测绘学报,2022,51(4):534-543.4魏继德,雷帆,曹里,等.国产卫星资源服务在湖南省国土资源管理工作中的典型应用与思考J.国土资源导刊,2017(2):11-17.5周晓青,彭明媛,胡芬.我国陆地遥感卫星发展现状与展望J.卫星应用,2022(9):14-19.6王权,尤淑撑.陆地卫星遥感监测体系及应用前景J.测绘学报,2022,51(4):534-543.7唐新明,王鸿燕.我国民用光学卫星测绘产品体系的建立与应用J.测绘学报,2022,51(7):1386-1397.8刘顺喜,尤淑撑,魏海,等.资源一号02C卫星土地应用关键技术研究及推广Z.北京市,中国土地勘测规划院,2016-12-01.9刘顺喜,尤淑撑,何宇华,等.多源高分辨率卫星国土资源应用即时服务系统Z.北京市,中国土地勘测规划院,2015-02-01.10刘顺喜,尤淑撑,魏海,等.资源一号02C卫星土地业务应用分系统和信息共享与社会服务平台Z.北京市,中国土地勘测规划院,2016-06-01.11刘锟,汪汇兵,楼临江,等.自然资源陆地卫星社会化应用服务保障机制J.卫星应用,2022(9):42-46.12王鸿燕,刘慧杰,郭晓敏.自然资源卫星遥感云服务平台建设与展望J.卫星应用,2022(9):54-60.13刘顺喜,尤淑撑,王忠武,等.基于基准影像库的卫星影像自动配准方法.CN103065311AP.北京.2013-04-24.14尤淑撑,孟瑜,武斌,等.一种高分辨率建设用地图斑识别方法.CN104408463BP.北京.2020-05-12.15张伟,王光辉,王更,等.一种基于历遍源目标的遥感影像目标检测样本生成方法.CN113673596BP.北京市.2021-11-19.16董丽娜,汪汇兵,胡芬,等.自然资源卫星应用服务体系建设部省联动创新发展J.卫星应用,2022(9):61-64.17国家市场监督管理总局 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