“星圖智慧不僅加快推動青島市嶗山區(qū)衛(wèi)星應(yīng)用和空天信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時也對教育工作和科研事業(yè)起著重要的支撐作用?！苯?，在空天信息與數(shù)字經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展論壇上，山東科技大學(xué)測繪與空間信息學(xué)院教授孫林表示。

衛(wèi)星測繪是基于各類測繪衛(wèi)星獲取地理信息和提供地理信息服務(wù)的重要手段，衛(wèi)星測繪能力和應(yīng)用水平是國家對地觀測能力的直接反映。加強衛(wèi)星測繪能力建設(shè)，提升衛(wèi)星測繪應(yīng)用水平，對于搶占對地觀測制高點、滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對地理信息技術(shù)和應(yīng)用的迫切需求、推進(jìn)測繪地理信息事業(yè)改革創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

此次大會，業(yè)內(nèi)專家與領(lǐng)導(dǎo)齊聚一堂，以“天眼感知世界，智慧引領(lǐng)未來”為主題，探討空天信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展及經(jīng)濟(jì)社會的高效轉(zhuǎn)型，共話未來共謀發(fā)展。

多項高科學(xué)技術(shù)共同發(fā)力

孫林指出，空氣污染、水污染、生物多樣性減少等問題日益突出，生態(tài)環(huán)境不容樂觀。針對這些生態(tài)環(huán)境問題，目前普遍采用的站點監(jiān)測方法以單點采集為主，范圍小、成本高、效率低，而且主觀性過強，不夠客觀，很難針對所提供的環(huán)境數(shù)據(jù)制定相關(guān)的環(huán)境政策。而遙感技術(shù)作為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中一個非常重要的手段，有著常規(guī)技術(shù)戰(zhàn)略監(jiān)測所沒有的優(yōu)勢。

國務(wù)院印發(fā)的《 “十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確指出，要做大做強衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，進(jìn)一步促進(jìn)高端裝備與新材料產(chǎn)業(yè)突破發(fā)展，引領(lǐng)中國制造新跨越。建立天地一體化的生態(tài)遙感監(jiān)測系統(tǒng)，可以充分利用大數(shù)據(jù)衛(wèi)星遙感技術(shù)，對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行全面客觀科學(xué)及時的評價。遙感的覆蓋范圍廣、成本低、速度快，而且能夠動態(tài)監(jiān)測，結(jié)果比較客觀 。

航天遙感是世界各國競相發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，根據(jù)美國UCS發(fā)布數(shù)據(jù)，截至2021年1月1日，全球在軌遙感衛(wèi)星有909顆。我國共有在軌活躍遙感衛(wèi)星181顆，在軌衛(wèi)星數(shù)量世界第二。從分辨率、光譜上看，都有了很大提高。同時，空間遙感平臺和遙感器日益豐富，觀測方式及數(shù)據(jù)類型也更加多樣化。

光譜分析是人類借助光認(rèn)知世界的重要方式。地球上不同的元素及其化合物都有自己獨特的光譜特征，光譜因此被視為辨別物質(zhì)的“指紋”。如果說肉眼光學(xué)成像能看到物質(zhì)的形狀、尺寸等信息，光譜分析則能獲取物質(zhì)的成分信息。

高光譜遙感的特點是能在可見光到短波紅外的光譜區(qū)間連續(xù)成像，傳統(tǒng)的彩色相機(jī)只能記錄紅綠藍(lán)三個通道的影像，且每個通道的帶寬很寬，而高光譜成像所記錄的通道數(shù)量可以達(dá)到數(shù)百個，且光譜通道很窄，分辨率很高，其光譜探測范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了人類肉眼的感知范圍，能夠探測人眼無法看到的大量信息，提高人們對自然和物質(zhì)的認(rèn)識。

因為能在非常窄的光譜波段內(nèi)獲取豐富的信息，利用高光譜技術(shù)獲取的信息分辨率很高，甚至能分辨出觀測物質(zhì)的分子和原子結(jié)構(gòu)，這是普通的光學(xué)遙感所達(dá)不到的。

高光譜技術(shù)高速發(fā)展，聯(lián)合激光雷達(dá)技術(shù)等，都提供了有效的數(shù)據(jù)保障，多尺度的數(shù)據(jù)為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供了巨大的支持。

當(dāng)前，國際上衛(wèi)星測繪快速發(fā)展，衛(wèi)星性能不斷提升，空間、時間和光譜分辨率、敏捷機(jī)動能力、定位精度等均實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，應(yīng)用水平和商業(yè)模式不斷升級創(chuàng)新，與大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的深度融合趨勢明顯。近年來，我國衛(wèi)星測繪工作取得了長足進(jìn)展，衛(wèi)星性能顯著提升，應(yīng)用成效顯著。

孫林表示，“我國云檢測等數(shù)據(jù)處理能力的水平也在逐步提高，保證了衛(wèi)星數(shù)據(jù)的高質(zhì)量、高效率的使用。在數(shù)據(jù)處理方面，我國已經(jīng)達(dá)到了很高的水平，為應(yīng)用提供了良好保障。”

新技術(shù)應(yīng)用到生態(tài)監(jiān)測多個方面

基于各方面的良好支持，孫林團(tuán)隊利用遙感和人工智能等技術(shù)，提取了山東省40多種各類地表參數(shù)。這些數(shù)據(jù)生產(chǎn)以后，可以為山東省的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測實時提供數(shù)據(jù)支撐，包括歷史數(shù)據(jù)和事實數(shù)據(jù)的支撐，為生態(tài)環(huán)境監(jiān)測提供更好的支持。

比如，針對鍋爐廢氣、汽車尾氣等產(chǎn)生的大量二氧化氮造成的嚴(yán)重的臭氧污染問題，為了更高效地進(jìn)行臭氧治理，孫林團(tuán)隊制作了中國高分辨率高質(zhì)量大氣污染數(shù)據(jù)集。團(tuán)隊采用遙感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了高頻次、全覆蓋的監(jiān)測，近年分辨率也從2000米左右提升到了5000米，被許多環(huán)保氣象部門所采用。孫林團(tuán)隊此項研究的監(jiān)測數(shù)據(jù)免費向社會公開，為疾病防控等社會問題的研究治理提供了可靠的分析數(shù)據(jù)來源。

黑臭水體是近年來各項城市十分重視的生態(tài)環(huán)境問題。為了解決深圳市的黑臭水體問題，孫林團(tuán)隊同深圳毛竹斯合作，針對突發(fā)性的黑臭水體問題，開發(fā)了黑臭水體監(jiān)測系統(tǒng)。