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李朋德:资源三号测绘卫星的建设与应用

李局长的汇报主要包括七个方面分问题:一是智能智慧与地理空间智能,二是城市的特征和信息化发展,三是智慧城市与数据城市的关联,四是城市信息空间化,五是资源信号测绘卫星的建设和发展,六是城市信息感知,七是测绘分析。

  

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  各位朋友,非常荣幸能有机会跟大家交流关于智慧城市和智慧卫星的情况。今天的会议和智慧城市有关,所以把这块的思想一并跟大家汇报。

  我的汇报包括以下几个方面,一是智能智慧与地理空间智能,二是城市的特征和信息化发展,三是智慧城市与数据城市的关联,四是城市信息空间化,五是资源信号测绘卫星的建设和发展,六是城市信息感知,七是测绘分析。智能和智慧两个词很容易混淆,从感觉到记忆到思维的过程是智慧,有智慧人,但是智慧人并不是智能人,它是有一定的智慧能够认知,智慧的结果产生行为和语言,将行为和语言的表达过程称之为智力,两者的合成是智能。智能理论是美国一个教授提出的,人类的智能分为九大范畴,语言智能逻辑思维智能,空间智能,身体智能,人际智能,认知智能,自然认知智能,我们出门能够找回家就是因为有空间智能,有的人找不到路就是空间智能弱一些,空间智能和位置智能是所有生命体的根本要求。准确感知周围的事物,并且把图象和空间表现出来的能力就是智能能力,我们要感知方位,姿态,速度,变化大小远近,有参照性,有分析,有相应,有学习和预测。自动驾驶仪和无人机里面都用到了,驾驶仪就是自动的感知空间位置,知道要去哪里。美国研究了一种昆虫飞行器,把昆虫的肢体保留,用人造智能让它作为一个侦查的工具。谷歌研究了很多自动驾驶汽车,国外对无人驾驶汽车研究很多,也是研究的方向。海洋机器人,一定要知道它在什么位置,空间飞行器和太空机器人也是需要智能,无论是神州飞船的对接还是月球车,火星车,没有智能空间位置支撑就没有办法工作。机器人产业将成为未来影响整个加工工业的重要部分,从汽车,下一步变成机器人,机器人进入千家万户,这个机器人知道家里有什么东西,位置智能将成为一种标准件在机器人里面发现重要作用。

  现代产业与地理位置智能,基础农业,自动化,导航,采矿业,有些露天矿是车在哪里转来转去如何变成无人驾驶的,尤其是自动化领域,现代物流现代服务业都需要治理智能支撑。环境的感知要全景,全天候,数据的标准化,尤其是支撑技术要用云集散,互联网等传导网络,数据处理一定是海量数据。

  城市的特征和信息化。城市里人类文明的象征,是人类社会物质和机器生产传播的中心,得到了人类的资源贸易开发和工业革命的进步,社会的发展有政府的作用,有自然人的作用,还有法人的作用,城市的系统包括地理环境和经济环境,分为社会系统,经济系统,文化系统,基础系统,这些系统的支撑都离不开空间位置。一个城市无论是工业上农业上,服务业和管理这几个方面都是城市的属性,城市的输入包括数据信息水资源能源等等各种原料,输出是GDP,也包括我们的生活垃圾等很多方面,一个城市像一个机体有进有出。城市业面临很多问题,教育困难,住房紧缺,资源紧缺,环境污染,交通拥挤,医疗保障,耕地占用都是城市的矛盾,为了做到城市有效运行,要规划好,开发建设好,运营维护好。城市现代化的发展节但由部门信息化,企业信息化,电子商务,现在网络购物也越来越普及,面向社会服务的信息化,城市的管理都需要信息化的支持。

  困境,各个单位都在开发专业信息系统,很难把它共享在一起,要想共享就要建立数字城市地理空间框架,只有通过空间框架才可以把各方面的信息进行结合,才可以开发出各个方面的专业化。我们把一个城市比做一个人体,人有几大系统,运动神经分泌系统,循环消化系统,一个城市有环境检测,物流,给排水等,相当于一个人体,如何把人的智慧用到城市商是我们考虑的。我们人有感知细胞,有神经系统,整个是一个整体,我们能感知冷热,酸甜苦辣,同样一个智慧化的城市有网络系统,监管团队,传感网络,信息交流,这样城市的电、热、燃气,供水环境都处于智能化之下。城市的地理环境,城市得以高效运行的智慧系统,是沟通政府法人和自然人的重要桥梁,数字城市是城市的名片。现在数字城市建设非常快,现在有200多个城市在国家推进下都启动了数字城市地理空间框架建设,包括一大批县级城市。智慧城市的信息获取和处理是智慧城市的关键,关键是要做到数据采集网络化,信息处理分散化决策支持中心画,要从传感处理挖掘决策,这是智慧城市解决的,现在智慧城市很热,很多人都在说到底怎么做,要做到决策执行分散化,支持服务商品化,信息管理效率化。数字城市加上地理数据的检测,加上互联网云计算就是智慧城市的技术支撑。

  城市信息空间化。在座的都是做测绘地理信息相关的专家领导,我主要说几点,位置描述很重要,坐标系,没有坐标各类信息没有办法参照,包括数字接见,航空影像,数字影像。三维地形和三维数字模型,国外有一种新的技术,像谷歌微软做了一种三维模型场景,但是这种模型不能把一个一个楼房提取出来,并不是数字城市和地理城市的框架,需要大量人为加工,数字化程度也很高。我们要推出各类地理信息要素,城市还有一些专门的要素,比如土地规划,土地利用现状,城市的基础设施,供水供气设计也要信息化。管网,城市要管理,不光是把地管好,关键是城市里面的各类公共设施都要数字化,另外一个很重要的就是公共信息类的要素,我们不光是生活在房子里,更重要的购物和消费,这些场合在这么地方,这方面的信息有很多。测绘卫星和气象卫星不一样的地方就是形成空间交汇,可以形成立体,只有立体才叫测绘卫星,也有几个卫星编队形成立体。资源三号卫星由六大部分组成,有工程本身,有卫星,火箭,发射场,监控体系,接受体系和应用体系,分属不同的方面。1月9号发射以后,资源三号卫星运行了94天,已经获取了74万平方公里的土地,基本上覆盖全国,还有中亚地区,以及各个大洲,基本都有数据,但是国外的数据比较少。卫星本身带了四架相机,有三架是黑白的,有一个前视,有一个正视,有一个透视,正视是2.1米,前后视是3.5,还有一个5:8的分辨率。这个卫星经过五年立项,三年研发,七年多时间才做成,刚才说到几大系统,这个是元月9日在太原发射场,在座得有些领导当时也看了,非常快,两分钟就到天上去了。发射本身是非常震撼的,尤其是测绘人看到自己的第一颗卫星上天,这种感觉非常好。这是相机部分,卫星本身回归周期55天,重量有2.6吨,在南北维度24度以内地方都可以进行拍摄,506米的轨道高度,非常适合搞空间测绘。每天卫星运行15天,但是只工作五天,因为有的在背面,卫星本身由四大部分组成,一是相机,二是数传,三是记录系统,上面有像U盘一样的存储体系,还有测控分析系统,结构机构分析系统,热供系统,配电分析系统,这是卫星的结构情况,焦距是1.76米,这四个相机都是这样的。这是透射式相机,右边是反射式的,里面用了三个芯片拼接的,同时获取四个波段的数据。运载火箭,这是当时的发射现场,地面系统主要是靠中国科学院的地面站,接受数据以后传给信息中心,经过预处理之后再传给国家数据中,已经有三个接受站,在北京密云,新疆的喀什和三亚,卫星轨道比较低,原来设计是300,在云南有一个漏洞,下一步还要建一个移动接受站。我们承担业务应用系统,土建和支撑平台,系统本身将形成支撑平台计算机管理,管理分析系统,影像处理分析系统,地面结合影像分析,产品质量评价系统,数据分发系统,国土资源应用系统等,这是2.8亿,是发改委批过国家测绘信息局。这是一个大的计算机网络系统,总共将形成120台高性能计算机节点服务器,上千个CPU的大型服务器。还有一系列的存储,五年下来卫星的数据量将达到5.3PB。截止到3月19日的数据情况,国内基本覆盖了,中亚哈萨克斯坦地区基本覆盖了,国外还没有完全覆盖,因为在国外的接受站太少了,因为只能开十分钟,如果时间太长卫星太热没有办法工作,现在航天正在突破,希望达到15分钟,在一般情况下是45分钟,可以多工作一些。每20天卫星要调整一次轨道,这一条卫星不工作,我们有时候看到数据没有满,56天以后应该是全覆盖全满的。大部分数据是有用的,大概40%的水平可用。这是低于20%的云量数据,非常清晰,还有40%、80%的云。卫星这三个月一直在根据当时的设计把各项工作指标进行界定,完成以后将把这个正式移交给国家地理信息测绘局,投入正式生产。这是元月11日获取的,从大连进来,一直到浙江区域,南部有云彩,不好用,只有北边大连数据非常好。卫星不像航空相机,航空相机可以在实验室鉴定,卫星上天之后无法鉴定,所以只有在地面部署专业标志,来测定卫星的敏感度和精度。我们有几个靶标,花了800多万。这是在河北安平县做的一些点,小的是测定精度的,大的是测卫星的敏感度,眼睛能不能看清楚。这是当时部了一个井字形的结构,测的结果非常好,利用实验室的数据,卫星按照计算的轨道,精度不够,300的象素,但是利用了控制以后,尤其是利用标准以后,在无控制的情况下达到3.47像素一个像素2×6,也就是8米的精度,远远超过了1.5万像素,0.12的像素,卫星本身定位精度已经达到半米左右。卫星的产品将分为初级产品,基本产品和高级产品,初级产品包括原始数据,基本数据集合校正产品,这是在同一个时刻,卫星所拍摄的前中后三幅影像,这是大连区域的。这是三个时刻的,因为都要过中央电视塔,这是后视,这是正视,从顶部往下拍就没有阴影了,通过三个方面拍可以设计成三个立体。这是大连当时的数据,当时没有看到航空母舰,要不然在大连港的大连造船厂区域应该可以看到。这是立体的,利用红绿眼镜可以看到,这是DSM数字表面模型,这是专门测的DIP,这个数据下一步要放到各个省去测。这是上海的真彩色的,这是融合以后的粉彩,这是东方明珠塔,每天上午10点半路过天顶,阴影比较大,这是朝鲜的和鄂尔多斯的,还有墨西哥的,这是专门做的江苏的三维景观的,还是迪拜沙漠中的,可以看到世界最高楼,还有机场。这个图显示了国家测绘中心局所在区域,这是四环,这边是五棵松体育场。这套系统还可以处理条带,上千公里自动处理。

  资源三号卫星生产计划,一个是按计划生产,还可以按需生产,还有应急生产,最近开始的时候做了一个五度,现在准备做15度,摆一下300公里过去的。生产任务下达,测控,数据获取,归档,然后到服务整个过程。这是生产组织,准备考虑标准产品统一自动化生产,应急产品自动化生产,深加工产品由地方各个测绘单位和企业生产,还有大宗产品,通过数据库做产品服务。

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  城市的感知关键是靠传感器,城市有千网工程,现在有很多摄象头,摄象头的数据还没有纳入到数字城市建设中,智慧城市应该都纳入进来,把城市各个方面的传感数据都纳入进来。智慧城市关键是要物进行标识,射频感知器,身份证都有这个,任何东西在哪里都可以感知出来。所有的城市物体都需要定位,定位就离不开测量,还有航空测量,激光扫描,还有雷达,自动化的数据可以快速处理信息和数据,一是野外数据的处理,二是航天影像数据处理,三是摄影测量数据处理,四是集成处理技术,尤其是测量圈就更需要快速处理技术,还有可视化技术。很重要的就是通信技术,没有通信技术就没有数字城市,更没有智慧城市。还有互联网的发展,到3.5G的时候,手机带宽达到85兆,任何人任何地点都可以访问到地理信息,是基于影像为主,尤其是三维模型,以及新一代互联网。今后的发展趋势,国家测绘地理信息局已经构建好了,要发展测绘产品,建设测绘强国 ,要重点开展工作,一网两图三平台,一网是地球参照网,二是细节地情图,三是数字检测平台,地情检测平台,天地图平台,要做到感觉自动化,应用网络化。海盗测绘二期工程,和军方联合,专门获取全球地理信息,成果保密安全工程,装备条件建设工程,海洋仪器检验。31日国务院批复了,陆地资源,测绘海洋整体业务卫星规划,28颗卫星,这个规划马上实施,包括资源三号02、03星,还有合成雷达卫星,还有1:1万测幅卫星,现在要加快快速发展,不能等了,再等增个市场就没有了。我们要形成两米季,一米级和0.5级的。智慧城市建设关键是政府协调,做到资源共享,一定要建立智慧城市领导和协调机制,建立智慧城市空间制度框架,建立健全公共服务平台,形成共享机制,要开发各类城市管理应急信息系统。要加大投入,管理体制和机制进一步完善,每个城市要建立信息中心,技术标准和信息共享要有强制标准,一定要形成国家统一的,城市地理信息动态更新一定要有快速准确的更新机制。城市信息的产业化服务,信息产品和知识产品一定要进入下一代发展方向。城市测绘技术能力的提升关键是无人机装备和移动测量车,要多元投入,专业化应用,基础信息政府投入专业信息企业投入,资本市场运作,我们正面临着技术创新时代,尤其是在战略新兴产业中有一系列信息要用,空间技术都是赖以发展的新的支撑,智慧城市管理,无缝网络体系建设,城市传感器的布局,设备建立,智能化物流,数字化医院。智慧位置服务无处不在,无时不有,要服务社会发展,服务人类生活,无时不在产生信息,消费信息,但是人的主动性不可替代。我国正在全面贯彻科学发展观,加快社会结构调整,各行各业对测绘信息的需求更加迫切更加多样化,地理信息产业前景广阔,地理信息服务产品将更加繁荣,测绘与地理信息产业大融合将实现产业发展,测绘地理信息产业前景无限,谢谢大家!

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