我國航空遙感發(fā)展現(xiàn)狀及若干建議

1、桂德竹：我國航空遙感發(fā)展現(xiàn)狀及若干建議遙感即利用人造衛(wèi)星、有人駕駛飛機、無人駕駛飛機、飛艇等航天航空飛行器，攜載各類成像傳感器，獲取地球表面自然與人文景觀所輻射的電磁波信號，經(jīng)圖像處理，提取自然與人文信息的技術(shù)，在基礎(chǔ)測繪、國土資源管理、農(nóng)林資源與生態(tài)環(huán)境調(diào)查、自然災(zāi)害監(jiān)測以及軍事偵察等諸多方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。由于遙感對地觀測信息不受部門和地區(qū)利益的影響，以其科學(xué)性、客觀性和公正性，以及它的現(xiàn)勢性、及時性和宏觀性的特征，已成為國家經(jīng)濟社會發(fā)展、建設(shè)小康社會、維護人民福祉、保障國家安全、建設(shè)和諧社會以及輔助國家重大決策不可或缺的重要戰(zhàn)略性信息資源。衛(wèi)星航天遙感系統(tǒng)、航空（中高空、近地空）遙

2、感系統(tǒng)是對地觀測體系的重要組成部分，兩者各有特點，互為補充。其中，航空遙感具有自主性強、精度高、效率高、靈活方便等優(yōu)點，成為快速獲取高精度遙感數(shù)據(jù)的有效手段。為此，積極推進技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，大力推廣航空遙感系統(tǒng)，提高遙感數(shù)據(jù)獲取、處理和應(yīng)用能力，促進遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一、國外航空遙感發(fā)展形勢隨著現(xiàn)代航空器、傳感器、圖像處理等系列技術(shù)的發(fā)展，航空遙感系統(tǒng)呈現(xiàn)出軍事、公益性、商業(yè)化協(xié)調(diào)發(fā)展，高精度、輕小型、集成化應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢。一是軍事、公益性、商業(yè)化協(xié)調(diào)發(fā)展。一個先進完整的對地觀測體系應(yīng)由軍事遙感，公益性遙感和商業(yè)化遙感組成。軍事遙感以維護國家主權(quán)、保障國家安全為己任，代表著國家的最高技術(shù)水

3、平；公益性遙感以提高空間對地球的觀測和認知能力，發(fā)展和提高地球科學(xué)和地球系統(tǒng)科學(xué)水平，保護生態(tài)環(huán)境，增強對自然災(zāi)害的應(yīng)對能力為目標(biāo)；商業(yè)化遙感以提高遙感數(shù)據(jù)的分辨能力、數(shù)據(jù)的獲取能力、信息的利用能力以及數(shù)據(jù)和信息的附加值為手段，追求空間信息的商業(yè)利潤，成為地理信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。二是輕小型、高精度、集成化應(yīng)用。由于輕小型航空器成本低，靈活性強，輕小型飛行平臺逐步成為遙感飛行主力；同時，航空數(shù)碼相機、機載LiDAR等傳感器的數(shù)字化與輕小型化，以滿足輕小型航空器平臺載荷的要求;另外，高精度定位定向系統(tǒng)與慣性穩(wěn)定平臺等集成應(yīng)用，提高了航空遙感精度與效率。三是服務(wù)規(guī)模化、集群化、產(chǎn)業(yè)化。以企業(yè)為主

4、體，在推進對地觀測產(chǎn)業(yè)化的工作中，航空遙感應(yīng)用從原來主要輔助政府宏觀決策，擴展深入到經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的各個領(lǐng)域；注重高空間分辨率、高光譜分辨率和高時間分辨率多源影像融合、信息加工與服務(wù)，形成了較完整的遙感信息產(chǎn)業(yè)鏈；經(jīng)營航空遙感技術(shù)及其數(shù)據(jù)供應(yīng)的企業(yè)在歐美國家快速興起，使得以商業(yè)利益為標(biāo)志的航空遙感規(guī)?；?、集群化和產(chǎn)業(yè)化，特別是在這些國家政府和軍方的引導(dǎo)和扶植下大為發(fā)展。二、國內(nèi)航空遙感發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)航空遙感從50年代起步，經(jīng)過十幾年的艱苦努力，已發(fā)展到目前的實用化。綜觀我國的航空遙感行業(yè),經(jīng)歷了三個發(fā)展時期，如圖1所示。概.念引浪普驅(qū)期4技芯發(fā)展期4,A/-CZL國家投資屮50年代屮SO年代

5、屮21世紀屮圖1我國航空遙感發(fā)展趨勢示意圖卩（1）概念引入期。我國國土遼闊、地形復(fù)雜，自然資源豐富。為了清查和掌握我國土地、森林、礦產(chǎn)、水利等自然資源，更好地配合國家建設(shè)，在20世紀50年代，通過王之卓、陳述彭等前輩的努力，將遙感概念引入中國，并加強遙感基礎(chǔ)理論、方法研究和試驗，逐步得到社會承認。國家在基礎(chǔ)測繪、地質(zhì)調(diào)查、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門開始組織專業(yè)飛行隊伍，開展航空攝影和應(yīng)用工作。有關(guān)院校也陸續(xù)設(shè)立了航空攝影專業(yè)與課程，培養(yǎng)了一批專業(yè)人才，專業(yè)隊伍得到鞏固和發(fā)展，為我國航空遙感事業(yè)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。（2）技術(shù)發(fā)展期。經(jīng)80年代及90年代初的發(fā)展，我國相繼完成了從單一黑白攝影向彩色、彩紅

6、外、多波段攝影等多手段探測的航空遙感的轉(zhuǎn)變；特別是數(shù)項大型綜合遙感試驗和遙感工程的完成，使我國航空遙感事業(yè)得到長足的發(fā)展，大大縮短了與世界先進水平的差距，有些項目進入世界先進水平行列。在80-85年期間，國家安排了傳感器研制、圖像處理、基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究等四個領(lǐng)域，近百個專題進行攻關(guān)研究和開發(fā)。在85-90年期間，遙感技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用繼續(xù)被列入國家重點科技攻關(guān)項目，共取得102項研究成果，其中重大成果55項。由于，當(dāng)時科研成果能力不強以及遙感技術(shù)與應(yīng)用結(jié)合不夠,遙感技術(shù)裝備門檻高，航空遙感還處在實驗研究階段向?qū)嵱蒙a(chǎn)型轉(zhuǎn)化的過程。產(chǎn)業(yè)成長期。進入新世紀以后，我國經(jīng)濟快速發(fā)展急需遙感在提供及時準確

7、的各種資源與環(huán)境信息方面發(fā)揮作用。2006年，國家啟動了“高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項”，其中包括建立飛行平臺制造、傳感器研制、數(shù)據(jù)處理、產(chǎn)品生成和分發(fā)等較完整的航空遙感系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，進一步降低航空遙感技術(shù)裝備門檻，促進其向生產(chǎn)商品化階段轉(zhuǎn)化。隨著國家投入的增加，航空遙感市場進一步開放，使民間資本信心增加，開始增加投入。其中，最有代表性的是具有低成本、輕便靈活、自主性強特點的無人飛行器航測遙感系統(tǒng)從2009年開始迅速推廣，一些民營企業(yè)紛紛裝備并形成航空攝影能力。據(jù)統(tǒng)計，2010年，具備航攝飛行能力的單位近千家，并具有了很強的市場發(fā)展?jié)摿Α０凑债a(chǎn)業(yè)經(jīng)濟學(xué)和投資理論的一般原理分析，可以預(yù)測，在國家

8、投入達到一定高潮時，民間資本成指數(shù)型增長，航空遙感領(lǐng)域資本結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，民間資本將達到或可能超過國家投資，同時國家資本在遙感領(lǐng)域內(nèi)將逐步減少航空遙感投資比例，增加在技術(shù)水平更高、需國家投資需求更迫切的航天遙感的投入，而這時民間資本市場開拓進一步增強，航空遙感產(chǎn)業(yè)市場容量進一步增加。目前，我國航空遙感產(chǎn)業(yè)正處于第三個階段的產(chǎn)業(yè)發(fā)展時期。10000竝30服務(wù)閲稅平方I萬元!畫22(X)1-2010國康測繪地理桔忌部門開廄竝空饕彫情況示窒魁敢據(jù)來源于卿箋玨計年報)d由于專業(yè)特點和業(yè)務(wù)范疇，國家測繪地理信息部門作為全國航空遙感影像資源最全、最多的擁有者和最大的使用者，長期以來得到了國家財政的穩(wěn)定支持，

9、擁有較為先進的影像獲取、處理等高新技術(shù)裝備和布局完善的專業(yè)生產(chǎn)隊伍，成為我國航空遙感事業(yè)的重要組成部分。如圖2所示，國家測繪地理信息部門2001-2010年開展航空攝影情況。2001-2010年，國家測繪地理信息部門開展航空遙感服務(wù)總值保持40%年增長率。據(jù)不完全統(tǒng)計，2006-2007年，國土資源(含測繪、地礦)、建設(shè)、規(guī)劃、交通、電力、石油、航空、水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等部門共購買高分辨率衛(wèi)星影像約2100萬平方公里，進行航空攝影總面積約253萬平方公里，耗資16億元以上。其中，國家測繪地理信息部門在以上遙感影像資源中分別約占47.43%，為119萬平方公里。三、國內(nèi)航空遙感發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)國內(nèi)在

10、航空遙感方面具有較長的歷史，發(fā)展比較迅速，從事航空遙感和航空攝影的企業(yè)不斷增加，航空遙感已成為我國地理空間信息領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化程度較好的部分。但是由于國內(nèi)航空遙感發(fā)展的統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)管理和市場監(jiān)管相對薄弱，部門和地區(qū)之間信息資源共享的機制尚未建立，存在遙感信息獲取和資源開發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新能力和水平不高、核心應(yīng)用技術(shù)過渡依賴國外、遙感應(yīng)用的業(yè)務(wù)化和產(chǎn)業(yè)化水平不高等問題。主要表現(xiàn)在：一是缺乏頂層設(shè)計和統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。長期以來，水利、地礦、土地、農(nóng)業(yè)等部門積極研制了服務(wù)于本行業(yè)的航空遙感系統(tǒng)，不同部門各自為政、重復(fù)獲取和處理同一地區(qū)影像的現(xiàn)象也十分突出。同時，各部門遙感影像處理標(biāo)準不統(tǒng)一、版權(quán)保護和信息

11、共享協(xié)調(diào)機制的缺乏，造成成果用途單一、信息共享困難；另外，空域管理體制不健全和遙感影像的保密監(jiān)管，造成飛行計劃申報和審批程序復(fù)雜，一定程度上制約了航空遙感系統(tǒng)的應(yīng)用。二是創(chuàng)新精神和能力不足。國內(nèi)航空遙感領(lǐng)域基本上沒能擺脫跟蹤和模仿的發(fā)展模式，航空遙感系統(tǒng)的研制和制造往往重視集成技術(shù)，忽視基礎(chǔ)技術(shù)，缺乏專業(yè)的飛行平臺、高精度定位定向系統(tǒng)與穩(wěn)定平臺、自主知識產(chǎn)權(quán)的量測型相機和適應(yīng)輕小型航空遙感的軟件系統(tǒng)等，許多核心關(guān)鍵元器件和部件仍然依靠國外采購，倍受國外封鎖的影響，嚴重制約了我國航空遙感技術(shù)的發(fā)展。另外，對遙感作用的認識不足和與業(yè)務(wù)部門的應(yīng)用結(jié)合不夠,應(yīng)用的深度和廣度等方面也需進一步提高。三是產(chǎn)

12、業(yè)整體上存在“小、散、亂”現(xiàn)象。我國航空遙感應(yīng)用取得了許多成果,但對這些成果的轉(zhuǎn)化和推廣的重視程度和支持力度不夠,成果轉(zhuǎn)化率較低,真正能夠成為商品化的遙感信息產(chǎn)品和軟件還不多,滿足不了日益增長的需要,基本上沒有形成遙感信息產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)業(yè)化基地。由于缺乏整體性的戰(zhàn)略研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)思想，國內(nèi)航空遙感行業(yè)發(fā)展具有明顯的自發(fā)性和盲目性；中小企業(yè)是航空遙感產(chǎn)業(yè)主體，專業(yè)從事航空遙感的企業(yè)數(shù)量近千家，市場規(guī)模小而無序，惡性競爭殘酷；科技研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展脫節(jié)，沒有形成較為自覺的技術(shù)分工和主攻方向由于規(guī)模和經(jīng)濟實力相對弱小，在技術(shù)研發(fā)等方面投入強度不夠，影響技術(shù)發(fā)展速度，行業(yè)缺乏核心競爭力。四、有關(guān)建議基于對

13、地觀測新原理，通過觀念創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和體制創(chuàng)新，優(yōu)化發(fā)展環(huán)境，完善保障措施，促進我國航空遙感技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。一是加強頂層設(shè)計，統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)發(fā)展。處理好國家完整的空間對地觀測體系的結(jié)構(gòu)問題；加強軍民融合處理好軍事、公益性和商業(yè)化遙感系統(tǒng)之間相互獨立又相互關(guān)聯(lián)和協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)系；加強政策研究，放開航空遙感的投資方式，促進地理信息數(shù)據(jù)的共享和開放，合理調(diào)整數(shù)據(jù)保密政策，建立分級制度并輔以技術(shù)手段，既能保證國家機密，又能實現(xiàn)共享和應(yīng)用擴展；完善服務(wù)體系，研究并著手解決空域管理等問題，進一步簡化空域協(xié)調(diào)程序。二是加大高精度輕小型航空遙感系統(tǒng)的研發(fā)和推廣，促進其向模塊化、標(biāo)準化、多樣化和系列化發(fā)展。以需求為牽引，用（戶）、產(chǎn)（業(yè)）、學(xué)（校）、研（發(fā)）、管（理）相結(jié)合為途徑，鼓勵科研機構(gòu)和企業(yè)開展自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品研發(fā)，實現(xiàn)測繪遙感專用長航時航空器、大像幅多鏡頭數(shù)碼相機、高精度定位定向與控制系統(tǒng)（DGPS/IMU）集成化，突破限制我國航空遙感觀測效能和數(shù)據(jù)處理應(yīng)用能力的核心技術(shù)，提高系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性；寓軍于民，加快軍用技術(shù)向民用的轉(zhuǎn)化，優(yōu)化航空遙感技術(shù)裝備和基礎(chǔ)設(shè)施合理布局；加強政府扶持與引導(dǎo)，從標(biāo)準、政策方面制定措施，為我國相關(guān)盡快研制遙感航空核心裝備和數(shù)據(jù)處理軟件創(chuàng)造條件。三是促進遙感信息產(chǎn)業(yè)鏈的均衡發(fā)展。在衛(wèi)星遙感、航空遙感獲得國家大量投入并蓬勃發(fā)展的情