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顾行发:全球地球观测系统新十年规划GEOSS2025

11月3日,第十届中国智慧城市建设技术研讨会暨设备博览会在京召开,大会以‘互联网+’智慧城市为主题,汇聚了智慧城市建设主管部门领导、知名专家学者、技术领先企业,集中展示智慧城市建设最新技术和...

11月3日,第十届中国智慧城市建设技术研讨会暨设备博览会在京召开,大会以“互联网+智慧城市”为主题,汇聚了智慧城市建设主管部门领导、知名专家学者、技术领先企业,集中展示智慧城市建设最新技术和方案,深度探讨“互联网+&智慧城市”未来生活,为下一阶段智慧城市转型升级提供新思路。

泰伯网

中国科学院遥感与数字地球研究所副所长顾行发发表了以“智慧城市创新创业模式”为题的精彩演讲。

顾行发:各位专家,各位朋友,下午好!

我报告题目是“全球地球观测系统新十年规划GEOSS2025--智慧城市建设的新机遇”。

李克强总理在今年政府工作报告中提出智慧城市的时候,我非常激动,一方面说明我国城镇化发展特别是智慧化发展进入到一个新的高度。另外,说明包括在座的各位智慧城市工作者在这方面的努力得到了很好的体现。在这个大背景下,我觉得有四个跟我们密切相关的计划,主要是在对地观测方面,刚才,各位专家讲了很多,我理解,要若智慧城市智慧起来,必须要有足够的数据,数据要足够精细,数据要足够新,数据要足够全。

在十六个重大专项里有高便率对地观测系统重大专项,发射14颗卫星,精确到1米、0.3米,同时,刚刚在网上发布了国家空间基础设施,国家空间基础设施规划了65颗新的遥感卫星,将对智慧城市的发展带来前所未有的新的机遇。吉林卫星更让我们耳目一新,大家可能没有注意到,发改委又刚刚发布了未来空间信息工程遥感应用指南,明年、后年及以后每年投资十几亿,智慧城市也是非常重要的,这一切计划都是在国内,从全球角度,本月8号,将在莫斯科召开新的全球地球观测峰会,大概有几十位部长、90多个国家参会,就是为了通过全球GIS观测系统新的十年规划,我有幸作为专家之一参加了,我跟大家汇报一下这些内容,供大家参考。

我们讲究城镇化,讲究全球化,现在我们也讲究国际化,作为一个大国,中国的事务越来越全球化,中国的越来越国际化,同时,全球的问题错综复杂,需要中国更多的参与,全球的对地观测是应对全球变化不可或缺的手段,中国也需要全球化的对地观测思维。在我们管理我们自己城市的时候,我们城市也是开放的系统,在很多方面受到周边地区、周边国家以及全球的影响。

全球成立了地球观测组织,正在界定全球地球观测系统现在已经有96个国家上升到70多个组织参加,而且非常活跃,现在新的计划里,把数字城市地名观测也当作了重点。各国现在都对在GEO框架下活动非常重视,美国、欧盟一开始就提出自己的计划,希望能够主宰国际计划,比如美国在去年7月份就以美国GEO发布了民用地球观测计划,分为长期观测优先和公共观测服务优先两大战略,确定了五大优先任务,包括重点发展空间的技术观测平台、面向公共服务平台以及一系列实验卫星。欧洲在哥白尼计划的同时,专门提出与GEO一体化的遥感计划。我国有对地观测与导航领域,在欧盟,整个对地观测计划全是以打造欧洲GEO的旗号。GEO正在制定新的十年计划,预计本月12号将在墨西哥通过,我们国家现在正在抓紧研究,我们已经得出中国GEO发展初步规划,准备在11月底初步成稿,已经征求了各个部门的意见,智慧城市也是非常重要的一部分,大家以后会看到。

从国际遥感中心角度来讲,将以中国全球地球观测系统建设为未来这个领域主要的观测任务,我们也急需要借助跟全球的联合、合作来统筹国内外资源,建立统一的面向全球对地观测应用和服务的战略,促进需求的增长和资源体系之间的均衡发展。

未来十年全球GEO规划是什么样呢?有五点非常重要的观点:第一,要提倡地球观测的价值和需要继续改善全球地球观测,全球地球观测和遥感观测完全不一样,包括五层观测,既包括传统卫星观测,包括飞机观测,包括还能够想象到的地名观测,但是,还包括公民观测,这是我们没有想到的,因此,全球地球观测系统已经遥感建设系统,是地学界特别是该共民观测纳入全球地球观测系统中,已经跟智慧城市紧密相关。另外,继续倡导全球数据共享,推进发展面向用户利益的综合信息系统,原来全球GES系统只有一个观测系统,从今年年底开始,未来的十年的GEO系统包括五大观测系统,又包括信息系统,包括信息处理、信息模型和共享服务,另外,研究满足所有领域和学科的对地观测需求,发展面向应用驱动观测,培育满足用户需求的量身订作的全球应用系统。

为什么要做新十年GEOSS实施计划,最初考虑的要点跟现在“互联网+”、跟智慧城市非常相关。第一,他们发现跟以前非常简单的卫星观测相比,天、地、人一体化了;第二,快速发展的移动互联网的特别是发展中国家网络消费更多通过移动终端;第三,基于移动终端决策程序的APP成为发展和提升的热点;第四,社会大众对遥感地理信息系统现在越来越熟悉;第五,通过精确空间定位实时随地的连接互联成为一种现实;众包应用、众包服务、共享参与,促进公众观测,发展绿色经济,现在成为非常时髦、非常时尚的技术和应用;新的关键技术,特别是实地观测平台,作为天地系统的补充,这些都成为未来GEOSS考虑的。未来的GEOSS将是和智慧城市、实时空间信息应用、地理信息应用紧密相关的规划。另外,基于移动空间信息的应用,发展中国家的崛起,移动互联网系统构建比传统的构架更加容易部署,星外App商店模式的发展,更容易进行增值服务,产生新的产业模式,众包基于云服务的兴起,社会大众广泛参与,也将成为未来GEOSS发展趋势。因此,在未来GEOSS规划离开时注重这三方面:第一,在政策方面要推广自由的、开放的甚至是无偿的数据访问和共享,培养用户需求,提升数据质量,通过服务得到增值,发展和整理存档的用户需求系统和更好的数据管理模式,加速GEOSS信息系统的改进,注重数据共享和互联互通,通过互操作的信息系统持续获得资源,确保资源质量和可用性的用户反馈能形成闭环。另外,加强政府间的合作,寻找稳定资源,加强地域的平衡,特别强调对地观测对私营领域和个人月侧的支持,由此产生的经济效益将进一步强化GEOSS的发展目标,融入更多的现代技术和方法,进一步推广对地观测技术免费、开放即时获取。

未来GEOSS到底服务什么?九大领域变了,变成八大领域理念了,有其它的合并,把整个交通规划与道路优化、城镇化放在非常重要的位置,分四大类,包括业界活动、行动计划、旗舰项目和基础任务,将由一个由16-32人组成的项目管理委员会对这些题目进行筛选,在全球GESOO峰会上进行决策,我们国家也推荐了三位专家参与这方面工作。

我国在对地观测方面发展的非常迅猛,目前起领头羊的作用,我们国家发展了一系列卫星,我国的卫星已经是世界第一,载荷世界第二,目前官方未来要发展的卫星规模已经超过了全球总和。高分专项,已经发射了高分一号、二号、七号、八号,在数据源里已经广泛替代国外数据,在十八个部委、二十一个省市建立了应用系统和应用中心,正在全面进行实施。另外,空间基础设施,目前在二十一个领域、140个主体业务里进行全面部署。在应用系统方面,正师局级的卫星中心正在此起彼伏的涌现,包括住建部也在高分专项支持下和住建部领导支持下正在成立自己的应用中心,现在已经非常广泛。

在全球对地观测应用方面,科技部发布了全球粮食、全球森林、全球第表覆盖、全球生态环境报告,取得了非常大的影响。同时,现在有中国GEOSS数据中心,综合地球观测数据共享平台,大家上这个平台的话,能够知道众多的数据中心、众多的用户们所能够拿出来共享的所有空间数据,包括卫星数据和其它的空间数据。在国际合作方面,通过龙计划和接收站的合作,国际合作非常多。

但是,现在也存在很多问题,在全球观测方面,除了气象卫星、海洋卫星以外,主要的颗数最多的卫星的获取能力不足,缺乏中国牵头的全球协同的战略系统,我们在全球有访问能力,但是没有获取能力,因为我们的电源、因为我们的存储、因为我们的接收站受到极大的限制,卫星虽然在国际上转,如果说要国际上任何地方高分辨旅图像,现在仍然拿不到。我们的共享才刚刚起步,能够共享美国NASA的数据、共享欧盟的数据,国内数据共享方面还有困难。我国软件已经成为主导软件,在遥感方面,目前还是非常薄弱。中国牵头的全球性应用计划基本是空白,中国卫星数据也缺乏国际性推广,在GEO里有60个工作组,我们只参与10个,活跃的不多。衷心希望大家能够关注全球GEOSS的建设,提出新的工作计划。

未来中国GEOSS的实施框架,11月底或者12月将发布,首先,在全球来讲,准备成为与美欧三足鼎立的、要成为全球地球观测系统不可或缺的重要的组成部分,同时,建立亚洲一带一路空间信息平台,在非洲发挥作用,目前有五大目标,其中一个目标就是支持智慧城市建设,发展空间信息优势,都会在新发布的中国GEOSS十年规划里得到体现。在综合能力方面,在产业发展方面,都有详细的规划。

发展的思路,以我为主,全球视野;国际合作,以外兴内;需求牵引,技术推进;以产业链打造创新链。在战略研究任务方面,一是针对我国需求和问题,思考中国的地球观测系统,同时,发起国际计划、中国计划、部门计划,认真建立实施途径和策略。

中国综合地球观测系统未来十年总体框架图,和全球地图观测系统不同的是,在全球地球观测里只有中间部分头两部分,就是观测系统和数据处理信息系统,中国GEOSS系统还包括应用系统和支撑体系,是比较全面的,而且在观测体系里,又包括中国国家空间基础设施,也包括国际地球观测协同体系,使之成为全球无缝协同的观测网。

在主要任务里,要确定主要的应用目标、观测系统和技术体系,继续争取中国作为四个联合主席国之一继续发挥作用,继续支持高分专项与空间基础设施建设,支持一带一路发展,同时,在GEOSS新的十年实施计划中间,和发展中国家建立广泛联系。GEOSS对于智慧城市的建设非常重要,可以给我们提供非常广泛、非常便宜、非常及时的数据源,我认为它是整个智慧城市发展的发动机。

智慧城市已经成为新一届政府的基本国策,而且发布了一系列意见,主要是在中低分辨率图像作为框架基础,高分辨率卫星遥感数据服务于城市精细化建设,李克强总理多次提及智慧城市、空间信息和对地观测的关系,认为城镇化是新的发展战略,在城镇化里空间信息公共平台是智慧城市顶层设计中的重要核心,要统筹基础李德仁院士对数字城市基础框架各方面做了非常精确而且准确的定义,认为在中国物联网将现实世界与数字世界有机结合,实时感知现实世界人和物各种状态的变化,智慧城市等于数字城市+物联网+云计算,数字城市的内容就需要数字城市基础框架,把基础地理信息数据、遥感影像数据、三维模型数据、街景数据结合形成的地理信息通用平台等等。我们可以通过利用高空间分辨率,使得数字城市更清晰,利用高光谱信息,使我们对目标特性掌握的更准、管理的更精,除了吉林卫星以外,在空间基础设施里,每天能够对全球实现米级的观测,像10米这样的分辨率,能够实现对中国及其周边区域大概几千公里范围的观测,能够实现分钟级的观测,而且是群天候的,如果可见光、热红外、雷达数据10米级的能够实现分钟级的观测,米级的能够每天任意的进行观测,就不至于受制于地面、大气和空管的影响,产生的前景是难以想象的。

另外,城市精细化管理里,将遥感数据和行业业务数据进行有机对接,一方面对地观测数据能够有效的作为照片来承载我们各种信息,使得我们在承载信息时有非常详细的空间观和目标观。另外,能够使我们提取很多点、线、面、定量的时间变化的信息。但是,对地观测目前海量的数据来了以后,我觉得我们现在还没有做好应对的准备,分辨率的增强,有些技术能力还没有提高,比如高分数据,将16米每4天就全部覆盖,0.8米数据,每年已经到了百万级的获取能力,现在就是推不出去,拿不到手里,受传输和处理的限制,综合加工能力比较弱,政策导向发展也很慢,特别是谷歌地球最近正在商量在不久的将来要重返中国市场,将对中国产业、对中国对地观测界、对智慧城市带来更多的挑战甚至威胁。但是,目前有高分专项、空间基础设施、智慧城市、发改委产业化专项,再加上现在正在全力推进的融入全球的地球观测系统,充分利用国际地球观测系统制定规划和实施的机遇,将有利的支撑智慧城市的建设,智慧城市现在已经是国际领先,GEOSS规划,为什么不提出我们自己的GEOSS智慧城市规划,将智慧城市理念做到其他国家、其他城市,迈向世界。GEOSS一方面在中国提供了巨大机会,另外一方面,为我们走出中国提供了难得的机遇。

我的认识比较肤浅,不足之处,请大家指正,以后可以进一步进行探讨。谢谢大家!

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