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第1章緒論

1.1引

中國地理空間信息技術起步于20世紀70年代末，國家非常重視地理空間信息技術的發展。30多年來，連續六個"五年計劃"都把發展遙感技術列為國家重點科技攻關項目，把遙感技術作為國民經濟建設35項關鍵技術之一。我國遙感事業在黨和的關懷下，堅持為國民經濟建設服務的方針，沿著不斷進取、不斷改革、不斷創新的道路，取得一個又一個重要成果。從技術角度，我國已具有研制與生產各種對地觀測衛星、各類遙感儀器與空間信息處理設備的能力，許多設備已處于國際先進水平；多層次遙感數據獲取、數據分析與處理、遙感數據綜合應用的能力已基本形成；地理信息系統已進入新的發展階段，初步形成一種包括硬件研制、軟件開發、數據采集、應用分析和咨詢服務的新興信息產業。尤其經過"八五""九五""十五""十一五"和"十二五"的攻關研究，我國整體空間信息應用技術正在形成。

在應用方面，遙感、地理信息系統和全球定位系統技術已在國民經濟建設中，尤其在重大自然災害監測與評估、宏觀資源環境調查與國土資源保護等方面，為國家和各級政府提供了大量科學的宏觀輔助決策信息，產生了巨大的社會效益。越來越多的部門，已經或正在將這些技術納入部門產業化的應用日程，成為主管部門執法或制定產業政策、行業規范及行業技術改造的主要技術之一。

通過地理空間信息技術的廣泛應用，在產業化發展方面亦取得了可喜的開端。在應用與技術研究中推出的部分通用產品，如地理信息系統軟件、各類空間信息采集平臺與數據處理和分析設施，已獲得可喜的經濟效益，并形成一定的產業規模。部分行業已形成遙感高技術產業，直接為國民經濟建設服務，為國家提供信息保障，受到黨和的重視和好評，部分技術成果達到世界先進水平，備受國人和世界矚目。

30多年來我國遙感事業為了更好地為國民經濟建設服務，本著獨立自主原則抓緊進行國家遙感對地觀測體系建設。風云系列衛星(FY)均為我國自主研制和發射，1988年9月我國發射了及時顆極軌氣象衛星"風云一號"FY1A，1997年6月發射了及時顆靜止氣象衛星"風云二號"FY2A，開啟我國對地觀測遙感體系快速發展的新時代。近年來，我國的氣象衛星事業發展迅速。極軌氣象衛星實現了更新換代、上下午星組網觀測，靜止氣象衛星實現了雙星觀測、在軌備份的業務模式，衛星遙感應用服務取得了令人矚目的成就。截至2014年年底，我國已成功發射了14顆風云系列氣象衛星，包括七顆極軌氣象衛星和七顆靜止氣象衛星。目前風云三號A/B/C星和風云二號D/E/F/G星在軌穩定運行。我國的氣象衛星已實現了業務化、系列化的發展，實現了從試驗應用型向業務服務型轉變的目標，我國已成為國際上同時擁有靜止氣象衛星和極軌氣象衛星的少數國家和地區之一。世界氣象組織已將風云二號和風云三號氣象衛星納入全球業務應用氣象衛星序列，使我國風云氣象衛星成為全球綜合地球觀測系統的重要成員。

我國與巴西合作的"資源一號"(ChinaBrazil earth resources satellite，CBERS01)衛星，于1999年10月成功發射。中巴地球資源衛星中巴地球資源衛星(CBERS01)上擁有兩種遙感器：5波段電荷耦合元件(chargecoupled device，CCD)相機和紅外多波段掃描儀(Infrared mutichannel scanning sensor， IRMSS)，在一顆衛星上同時安裝CCD相機和IRMSS，這在同期世界上是少有的，這樣做既可使衛星全天候工作，又大大增加了信息量，它的發射結束了我國沒有自己的較高分辨率傳輸型資源衛星和依賴國外衛星數據的歷史。我國及時顆海洋衛星于2002年5月發射，"海洋一號"衛星是顆用于海洋資源開發利用的試驗型應用衛星，衛星質量368kg，星體近似正方體，衛星軌道高度698km，裝載的遙感儀器包括一臺分辨率為1.1km的十波段水色掃描儀和一臺分辨率為0.25km的四波段CCD相機，星體分隔成平臺和載荷艙兩部分，設計壽命為兩年。海洋衛星(HY1)主要用于海洋水色要素探測，為海洋環境監測與資源開發服務，海洋環境監測與資源開發包括海洋生物資源開發利用、海洋污染監測與防治、海岸帶資源開發和海洋科學研究等領域。此外，2000年6月28日由清華大學和英國薩里衛星技術公司合作研制的清華一號小衛星在俄羅斯(普列謝茨克航天發射場)發射成功。清華一號上攜帶一臺三波段相機，空間分辨率為39m。2002年發射的神舟三號宇宙飛船上裝載了中分辨率成像光譜儀，這是繼美國之后第二個中分辨率成像光譜儀上天。建立長期穩定運行的衛星對地觀測體系，是我國空間遙感的發展目標。我國將建立以氣象衛星系列、資源衛星系列、海洋衛星系列、環境與災害監測小衛星星座和高分系列衛星組成的長期穩定運行的衛星對地觀測體系，實現對中國和周邊地區以及全球的陸地、大氣、海洋的立體動態監測。

目前，我國氣象衛星已構建起以北京、廣州、烏魯木齊、佳木斯四個部級地面接收站和瑞典基律納站組成的衛星數據接收網絡，形成了以部級數據處理和服務中心為主體，以31個省級衛星遙感應用中心和2500多個衛星資料接收利用站組成的全國衛星遙感應用體系，除接收風云系列氣象衛星外，還接收利用美國、日本、歐洲國家等和組織的多顆衛星資料。采用衛星數字視頻廣播(DVBS)技術建成的風云氣象衛星數據廣播分發系統CMACast，是全球地球觀測組織(GEO)的全球衛星數據廣播分發體系的三個核心成員之一。目前，CMACast用戶接收站已超過200多套，極大地提升了中國風云氣象衛星的國際影響力。由國家衛星氣象中心建設的我國氣象衛星地面應用系統，承擔著極軌氣象衛星與靜止氣象衛星資料的接收、處理、應用和存檔服務任務。自1987年建成以來，已連續穩定運行28年，為我國天氣預報、氣候預測、生態環境，以及自然災害監測作出了出色的貢獻。"風云一號/三號"系列極軌氣象衛星地面應用系統是已成功實現我國七顆、兩個系列極軌氣象衛星資料的接收、傳輸、處理、分發和應用的任務。系統具有同時管理三顆極軌氣象衛星，接收處理五顆極軌氣象衛星的能力。"風云二號"系列靜止氣象衛星地面應用系統是由指令和數據接收站、資料處理中心、運行控制中心、測距站(北京主站，廣州、烏魯木齊、澳大利亞墨爾本三個副站)，覆蓋全國的300多個中小規模利用站以及眾多數據收集平臺等組成。該系統已成功完成我國七顆靜止氣象衛星資料的接收、處理任務。系統具有同時管理三顆靜止衛星，接收處理四顆靜止衛星的能力。我國氣象衛星地面應用系統，在規模、能力、時效、業務化與自動化程度等方面均已達到國際先進水平。

中國遙感衛星地面站是根據鄧小平同志1979年訪美期間所簽訂的中美科技合作備忘錄建立的，于1986年建成并投入正式運行。經過20余年的不斷發展，地面站已形成了完整的衛星數據接收、傳輸、存檔、處理、分發體系，即以北京總部的運行管理與數據處理中心、密云站、喀什站、三亞站為數據接收網的運行格局。數據接收系統、數據傳輸系統、數據處理系統、數據管理系統、數據檢索與技術服務系統協同運行，成為了我國對地觀測領域的核心基礎設施之一。 向全國用戶提供高質量的國際陸地觀測衛星數據產品，地面站相繼建成了具有世界先進水平的Landsat、SPOT、Radarsat、Envisat、Resourcesat、Theos等衛星的數據處理和產品生產系統，并通過一系列重要的設備改造和自主創新項目，使衛星數據的接收、處理、存儲、檢索等系統能力有了顯著的提升，設備的運行水平邁上了新的臺階。實現了一站多星、全天候、全天時、多種衛星相輔相成的準實時服務功能，是國際上接收與處理衛星數量最多的地面站之一，數據分發服務量居于世界前列。目前，存有1986年以來的各類衛星的歷史數據資料，在類型上覆蓋中高分辨率的光學遙感數據與微波、雷達遙感數據，為國家積累保存了極其珍貴的空間歷史數據資料，是我國較大的對地觀測衛星數據歷史檔案庫之一。

中國陸地觀測衛星地面應用系統，由四個地面接收站組成：密云接收站、喀什接收站、三亞接收站、牡丹江接收站和數據處理中心組成。陸地觀測衛星數據標準化處理系統包括公共平臺、數據處理、存檔、分發及服務設施等幾個部分。按照功能、性能優化組合和實際工作的需要，劃分為一個平臺、七個分系統及一套標準規范。分別是公共平臺、數據處理分系統、數據歸檔與信息管理分系統、任務與有效載荷管理分系統、數據分發分系統、數據模擬與評價分系統、應用示范與培訓分系統、定標場分系統以及標準規范?？商峁〤BERS01/02、CBERS02B、HJ1A/B、資源一號02C、資源三號和高分一號等多系列、多顆陸地觀測衛星的數據，覆蓋我國陸地、鄰國和周邊國家部分地區的可見、近紅外和紅外波段四個級別的遙感產品。

國家衛星海洋應用中心從海洋一號衛星地面應用系統建設開始，逐步建立具備接收國內外海洋衛星和其他遙感衛星數據，能夠進行數據接收、處理、產品制作、存檔和產品分發能力的業務化運行系統。目前，海洋系列衛星地面應用系統由接收分系統(包括北京站和三亞站)、資料處理分系統、產品存檔與分發分系統、資料應用示范分系統、遙感器輻射校正和真實性檢驗分系統、通信分系統和運行控制分系統七個分系統組成。該系統主要功能是接收、處理、存儲和分發海洋系列衛星過境時實時發送的海洋水色掃描儀和CCD成像儀資料；并按照業務需要進行數據處理，制作各級產品，完成資料存檔與分發，開展資料及產品服務；開展針對海洋系列衛星遙感器的海上試驗工作，結合陸地遙感輻射校正場，進行遙感器數據和產品定標與真實性檢驗；同時，利用海洋系列衛星數據結合其他遙感數據，建立海洋應用示范系統。

此外，各應用部門結合應用分別建立了許多NOAAAVHRR(advanced very high resolution radiometer，先進甚高分辨率輻射計，是NOAA系列氣象衛星的主要探測儀器)和MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer，中分辨率成像光譜儀，是美國地球觀測系統EOS，Earth observation system系列衛星TERRA和AQUA的基本儀器)數據地面接收站。我國自行研制的MODIS數據接收系統是對EOSTERRA遙感衛星X頻段傳輸的遙感數據進行跟蹤接收、信號解調、數據記錄、圖像實時顯示，為地面應用系統提供的原始數據資料。MODIS處理系統由三個分系統組成，即MODIS資料實時預處理分系統、特征參數提取分系統和應用技術研究分系統。MODIS在0.4～14