北斗+高分
碰撞新火花

2021.07.20 , 浏览次数: 550

7月12日,一场暴雨侵袭北京,而气象部门提前一天已发出预警。不久之前,气象预报还为庆祝建党100周年活动提供了准确情报。

在近日举行的数字地球产业发展研讨会上,中国气象服务协会会长孙健表示,随着气象科技的发展,中国公众对气象服务的满意度已经达到92%的高峰,几乎接近“天花板”,很难再进一步。

但他同时指出,在气象服务行业,数字地球大有可为,“比如把高分和北斗结合,极有可能为气象预报带来革命性变化”。

中国科学院院士、中科院空天信息创新研究院院长吴一戎亦表示,空天信息未来的发展会有很多应用。

 

空天信息持续暴发

统计显示,我国在轨运行的卫星数量超过300颗,仅次于美国,位列世界第二。而且,随着技术进步,卫星分辨率不断提高,达到亚米级的影像越来越多。

吴一戎不禁感慨:“我们做对地观测的人,可以说没有想到中国空天对地观测数据能有那么多,分辨率能提到那么高。有了空天大数据,无疑为很多应用带来了可能。”

他表示,随着空天信息的不断发展,数字地球是空天信息最后的环节,也是最具市场价值的环节。

数字地球在1998年由美国首先提出,它利用遥感卫星、导航卫星、航空摄影等对地观测手段和数字技术、地理信息技术等,构建一个数字化、可视化、网络化、智能化的全球信息模型。

中科星图副董事长邵宗有指出,虽然自然资源、交通、应急、农业等大量产业都需要空天大数据,但获得的卫星支持却是远远不够的。究其原因,还是数据的获取环节过多、过于专业和复杂,使得地面产业无所适从。

邵宗有打比方称,这就像“到政府机构办事,如果窗口很多,大家就不知道该怎么办了”。

为此,在中科院空天信息创新研究院的支持下,中科星图取得一系列技术突破,研发了“一站式办公平台”——GEOVIS数字地球——用一个软件把卫星拍摄、解码、建模、应用等等所有中间环节封装起来,使得地面应用只需要跟数字地球软件打交道。

听起来简单,但是封装的环节越多,开发难度越大。邵宗有指出,数字地球本身门槛较高,需要应用高性能计算、人工智能、云计算、大数据,甚至虚拟现实等新一代信息技术。

例如,过去对地观测数据的应用主要是通过人工识别,但现在由于数据量巨大,难以满足需求,已经转换成人机协同,智能化提取,大大减少了人的工作量。

吴一戎认为,这还不够。“未来我们能做到人工定期在后台进行训练,前台全部由机器自动化来进行作业。”

“空天信息是信息技术发展的重要方向,对于我们做空天信息技术的人来说,更希望它成为唯一的方向,今后所有信息都走向空天。比如海底电缆今后可能会被空天信息网所代替。”吴一戎笑称。

 

北斗+高分前景可期

2020年7月31日,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,北斗系统进入全球服务新阶段。

据悉,北斗系统在中国境内有近3000个地面站,最高精度能够实时处理到厘米级,事后处理可以到毫米级,全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业。

北斗卫星导航系统工程副总工程师吴海涛表示,下一步既要坚持建好北斗,也要管好用好北斗,积极推进“北斗+”融合创新和“+北斗”的时空应用。他认为,数字地球作为打通天上卫星资源与行业应用的承载平台,在推动北斗应用融合与产业协同发展方面具有显著优势。

“开展‘北斗+’的应用只有想不到,没有做不到。”中国卫星导航定位协会副会长张全德表示,现代物流必须基于高精度位置跟踪和时间同步,智慧农业必须有高精度的施工信息支持,无人机编队需要精准的时间和位置……5G、区块链、人工智能、物联网、大数据、云计算等数字经济,在技术层面和应用层面都离不了北斗提供的时空信息。

但在调研中,张全德发现很多地方光喊口号,但其实用的GPS。“一切皆需定位,万物均要导航。”张全德呼吁,大力提倡北斗优先标配化,促进北斗产业快速发展,建设数字中国。

邵宗有则提出,将高分星座和北斗星座融合起来,共同为国家关键基础设施提供高精度空间信息服务。

实际上,国际上早有类似计划,如美国很早提出GPS+EOS,欧洲提出伽利略+哥白尼,俄罗斯有资源卫星融合格洛纳斯系统计划。

中国航空航天事业的高速发展,使得我国对地影像的自供率得到很大提升,质量也赶上国外最高的水准,为数字地球的构建提供了自主可控的数据源。

“北斗+高分的思路、路线,在全球也都是先进的。”邵宗有说,两者结合将能提供许多过去用单纯一种手段很难解决的课题。例如,构建更加精细化的智能城市时空大数据管控平台,将建筑、部件、设施等细化到厘米级,包括自然地貌、地下管网的三维展示;气象和地质灾害更加精准化的应急防控;甚至可应用于碳中和的精准排放评估等等。

“相信随着新一代数字地球把高分和北斗这两大系统融合在一起之后,必将为我国地面的应用产业提供更加强大的数据获取、处理及承载能力。”邵宗有说。

(来源:中国科学报)