我国测绘卫星的发展思路和应用展望

我国测绘卫星的发展思路和应用展望

石砚宵汪延霞

武城县国土资源局山东省253300

摘要：测绘卫星通常指具有计算平面基准、高程基准、重力基础以及能够绘图并满足大中比例尺制图精度要求的对地观测卫星。测绘卫星的主要特点表现在其较高的几何精度，包括重力、高程以及平面的测量精度。现阶段，与国际卫星强国相比，我国测绘卫星的发展水平还有相当的差距，很多测绘任务所用到的遥感数据源大部分来自于国外的卫星，这对于我国测绘水平的发展来说还有一定的局限。本文在分析我国测绘卫星应用现状的基础上，对其后续发展做出展望。

关键词：我国测绘卫星；发展思路；应用展望

1导言

测绘是对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置（包括经度、纬度和高程）及其相关信息等进行测定、采集、表述以及对获取的数据、信息、成果进行处理和提供的活动。测绘是一个技术密集型的行业。20世纪末，人类在空间技术和信息技术领域取得了一系列重大突破，对测绘行业产生了新的变革，也正在全方位地影响着测绘的发展。对地观测系统的发展正深刻地改变着测绘产品的形式和地图更新的手段，卫星遥感数据已成为继航空摄影之后的一个重要信息源。

2我国测绘卫星发展现状

2.1我国已有卫星及其测绘应用现状

目前我国已经建立了资源、气象、海洋、环境与减灾卫星系列，初步形成了国家对地观测体系，并在国土资源、生态环境、气象和减灾等领域开展了不同的应用。我国现有资源系列卫星提供的中等分辨率遥感影像，可用于1∶250000和1∶1000000地形图更新。2008年，国家测绘局开展国家1∶250000基础地理信息数据库更新工作，此次更新的基础影像数据源采用了资源一号02B星的19.5m分辨率的CCD影像数据，全国覆盖约1400多景。利用02B数据对1∶250000地形数据中的主要公路、铁路、水系、居民地轮廓、重大工程设施等要素的空间定位和更新，对提升国家1∶250000地形数据的整体现势性发挥了重要的作用，02B星影像数据成为国家级中小尺度数据库更新的重要数据源之一。“北京一号”小卫星于2005年发射升空，装有分辨率4m全色和32m多光谱双传感器，其32m/600km幅宽的对地观测相机，是目前世界在轨卫星幅宽最宽的中分辨率多光谱相机。它为很多领域提供数据支持，发挥了重要作用。在测绘方面为国家西部测图工程等国家重大测绘项目提供了213万km2的影像数据，用于三江源、塔里木、青藏高原、阿尔泰、昆仑山、横断山等地区的植被辅助判绘和解译工作。这些卫星的发展极大地促进了我国对地观测水平和能力的提升。然而这些卫星主要用于资源监测、环境调查等方面，难以进行高精度立体成像。由于我国经济社会的迅速发展，对高精度以及立体制图的需求非常迫切，而且我国已经具备民用测绘卫星的研制能力。

2.2测绘卫星系列

测绘卫星是对地观测卫星中难度较大的系列卫星（如图1所示）。测绘的特点是高精度测量地球。除了要看清地球表面物体之外，还要满足可量测的要求。测绘技术实际上是国家高新技术的标志。随着对地观测应用的进一步深入，各国都把测绘卫星的发展列为重点，发展自主的测绘卫星。法国、美国、印度等国都制订了本国的高精度测绘卫星和卫星测绘的发展计划。我国是发展中国家，国民经济建设和社会发展迅速，变化频繁。为满足测绘部门和国民经济各部门对地理信息的需求，必须大力发展我国自主的测绘卫星，满足国家对地理信息的迫切需求。从总体上说，测绘卫星包括5个系列。测绘卫星一般包括高分辨率光学测图卫星、雷达测图卫星、激光测高卫星、重力卫星和导航定位卫星等五种类型。光学测绘卫星以及微波和激光测高卫星可以用于多种比例尺地形图的测制，重力卫星可以用于反演地球重力场，提高高程基准精度，导航定位卫星可以用于高精度的平面和高程定位。根据目前国内测绘卫星发展现状和国际遥感卫星发展趋势，以国家基础测绘和地理信息产业发展的需求特点，我国测绘卫星的发展应在注重数据质量和保持连续稳定数据源的基础上，尽可能满足测绘应用需求，实现国产卫星从实验型卫星向业务服务型卫星的根本转变。除导航定位卫星国家已有规划外，“十二五”期间，建议大力发展资源三号卫星的后续卫星，开展1∶50000和1∶250000光学立体测图卫星的立项研制与发射工作，以及1∶50000单极化双天线立体测图干涉雷达卫星的预研与立项研制工作；对1∶10000和分辨率优于0.6m光学立体测图卫星、激光测高卫星、重力卫星开展预研工作；对1∶250000全极化干涉雷达卫星开展关键技术攻关并进入预研阶段；同时大力开展1∶10000多波段全极化雷达卫星的关键技术攻关。“十三五”期间继续完善各预研项目的工程立项与卫星发射工作，开展相应接续卫星和新增卫星的技术攻关。要求卫星体系长期稳定运行，同时建成完善的卫星综合应用服务体系。

3我国测绘卫星发展展望

3.1高空间分辨率、高精度、重访周期短的测绘卫星

具有高空间分辨率、高精度以及重访周期短的测绘卫星以保证对地观测数据的稳定性与持续性。现在世界上一些发达国家和发展中国家均拥有自主的高分辨率测绘卫星体系。国际商业测绘卫星的发展方向也是更高的空间分辨率、更高的定位精度以及更短的重访周期，并提高获取数据的持续性与稳定性，这也是发展测绘卫星应用的基础。我国的资源三号升空后，仍要不间断的发展其它高分辨率的卫星，以保证测绘卫星系列的持续性和获取数据的稳定性。

3.2发展雷达及激光测高测绘卫星

雷达、激光测高测绘卫星可以进一步提高全天候对地观测的技术水平。发展微波遥感技术，进一步克服了不良天气条件影响获取空间信息的问题。目前我国对全天候对地观测的技术水平要求越来越迫切，未来需要进一步发展更高精度的雷达测绘卫星、激光测高卫星以及重力测量卫星，以缓解改善我国大地基准以及获取全球地形数据等工作任务的迫切需求。

3.3形成卫星测绘技术体系

后续卫星测绘技术要走体系化发展的道路，一些卫星数据的处理、应用等关键技术要向着自动化、实时化的方向发展。测绘卫星技术不断发展，天地一体化的卫星摄影测量技术、卫星数据开发利用技术均是后续的发展主流，一些技术用于提高测绘的几何精度将有可能取得突破性的进展，比如基于多线阵的立体测图技术、有理多项式数据处理技术以及传感器建模技术等等，从而卫星影像不但可以应用于快速采集、更新地表信息，而且无地面控制的三维信息提取、地形测图等均有可能实现，并最终形成技术体系。以卫星影像为基础的快速分发、服务技术也会得到进一步的发展。

4结语

我国正处于卫星遥感事业发展的关键阶段，机遇前所未有，挑战也前所未有，机遇大于挑战。测绘是卫星遥感应用的重要领域，资源三号卫星将填补我国在轨测绘卫星的空白，具有广阔的发展前景。目前信息化测绘体系建设和数字中国地理空间框架建设正积极开展。国家对基础地理信息的需求日益增加，急需加快资源三号卫星及其后续星的研制进程，尽快形成我国自主的业务化运行的测绘卫星体系，为国家建设提供稳定的高质量的遥感数据源。

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