中国明年发射首颗民用立体测绘卫星“资源三号”

福多多

国家测绘局透露，将于明年发射中国首颗民用高分辨率立体测绘卫星。它被命名为“资源三号”（ZY-3），从今年10月起，开始转入正样研制阶段。为配合其顺利飞天，目前运载火箭、发射场、测控、地面接收装置和应用系统等均已调试完毕，将采用“长征四号乙” (Long March 4B)运载火箭由太原卫星发射中心负责发射升空。

中国经济社会的高速发展，对测绘及地理信息产品尤其是高分辨率遥感影像的需求日益强烈，以航空摄影和购买国外卫星遥感影像为主的基础地理信息获取手段显得越来越被动，因此有必要发展自主的测绘卫星体系，采用航天对地观测技术，满足国民经济和社会发展对实时有效地获取各种地理空间信息的要求。

“资源三号”卫星集测绘与资源调查功能于一体，以全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心，接收从太空返回地面的信息，由分布在北京、喀什、三亚的3个地面站接收，再经过数据信息处理中心的加工传输给应用系统。这是一个庞大的计算机硬件和软件集成的系统，同时也是一个自动化程度较高的专业化生产运行系统，由业务运行管理、影像分析与地面检校、影像处理与应用、立体测图产品生产、数据管理、数据分发服务、产品质量监督与评价和国土资源应用等8个分系统和地面几何检校场构成。

除了用于生产全国1:5万基础地理信息产品和1:2.5万等更大比例尺地图的修测和更新之外，“资源三号”的一大重要目标是，显著提高国土资源调查与管理的效率和能力，成为国土资源调查、管理与监测的重要支撑条件。土地调查需以“现势性”（提供的地理空间信息尽可能体现当前最新的情况）强的空中正射影像图为底图，实地调查并查清土地利用现状的分类、面积、分布和权属状况。2007年开始的第二次全国土地调查采用了1:1万和1:5万两种比例尺，其中开展1:5万比例尺调查需采用空间分辨率高于5米的卫星图像。此番土地调查结束后，全国每年还将进行一次土地变更调查，以保持调查成果的现势性。

长期以来，中国在获取各种地理空间信息时，主要依靠航空摄影测量手段，成像范围在70万—100万平方公里，但由于这种方式受天气等诸多因素影响很大，如有雨的天气就不能拍摄，无法实时有效地获取原始影像，因而对高分辨率卫星遥感影像的需求异常迫切。据了解，无论是影像分辨率、测图精度还是信息的存储量，“资源三号”均能达到国际同行的高水准，实现了国内遥感卫星领域的多项第一。例如，其影像数据量及应用系统处理速度名列国内首位，每天接收、处理和存储的资源三号卫星数据将达到1790GB，接收和归档影像2508景。

升空后，“资源三号”卫星将在高度为506千米的太阳同步圆轨道上飞行，可以对地球南北纬84度以内的地区实现无缝影像覆盖，每59天实现对中国领土和全球范围的一次影像覆盖，还能够在应急等特殊情况下于5天之内对同一地点进行重访拍摄。

“资源三号”共装载4台照相机，一台2.5米分辨率和两台4米分辨率的全色CCD（Charge-coupled Device）立体相机按照正视、前视、后视的方向（分别朝下、朝前、朝后），配置形成三线阵并对地面进行拍摄，根据立体视觉的形成原理，形成立体影像；另外一台多光谱相机的影像地面分辨率优于10米，高程测量精度优于5米，主要在蓝、绿、红和近红外4个不同波段上判断地面物体的属性，并分段测绘，形成彩色影像。


计算机对不同位置的影像进行配对、条纹消除、色差偏正等预处理工作，最后合成一个可量测的实景三维立体影像模型，也就是说，科技人员可以通过计算机直接量测实体模型，不用全部到野外进行实地测量，便能实现数据的准确采集，同时实现影像加工和整理的整体数字化。

在专家看来，“资源三号”卫星工程建设有助于解决原始影像贫乏这一制约中国地理信息产业发展的瓶颈问题，同时将有力推动地理信息产业发展升级。目前，通过采取一系列措施，中国地理信息产业规模正以每年超过20%的速度持续快速增长，到去年，全国已有1万多家单位取得产业资质，从业人员超过40万，年产值超过750亿元人民币，一批测绘与地理信息企业在仪器制造、地理信息资源开发处理和应用等方面已达到或接近国际先进水平。

“地理信息产业正迅猛发展，地理信息服务给人们的工作生活带来了越来越多的便捷与实惠。”国土资源部副部长、国家测绘局局长徐德明在去年12月18日“卫星测绘应用中心”揭牌仪式上表示，大力发展自主的高分辨率立体测绘卫星，加快卫星影像资源的开发利用，成为中国经济社会发展的基本需要。

7月29日，国家测绘局与中国航天科技集团公司正式签署战略合作框架协议，以进一步建设地理信息公共服务平台，在数字城市建设、导航电子地图、航空摄影和三维地理信息产品等领域展开深入合作，特别是共同推进“资源三号”卫星以及后续星、雷达干涉卫星、激光测高卫星、重力测量卫星（gravisat）等不同卫星有机组成的中国自主的卫星测绘技术体系。“这将大力促进中国卫星测绘数据处理和自主保障能力，提高卫星数据公共服务能力，打造卫星应用服务产业链。”徐副部长表示。

除了为国内提供数据服务之外，“资源三号”还可以向国外提供境外相关地区现势性强、高质量卫星影像产品，也可通过在国外建设地面接收站，为国外技术人员提供业务培训等方式，促进国外应用“资源三号”卫星影像服务其本国经济建设，同时满足全球气候变化、环境变迁、资源开发利用以及地区变化等对全球的影像数据所提出的需求。

前不久在德国科隆举行的一年一度的国际测绘技术与设备博览会（INTERGEO 2010）把10月6日定为“中国日”，并首次单独设立了中国展区。“中国正处于工业化、城镇化快速推进的阶段，测绘与地理信息产业有着广阔的市场空间和巨大的发展潜力。”徐德明副部长表示，身为世界上最大的发展中国家，中国要更好地融入国际测绘大家庭，把国产测绘卫星数据与服务推向世界，为全球地理信息产业的繁荣进步和全人类的福祉做出中国的贡献。他呼吁各个国家和地区的测绘工作者携手“抱团儿”，加强国际合作。


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“资源三号”是具有多种用途、范围面广的高端测绘卫星。通过它获取的立体影像可以出现山体、河谷、灯塔、公路、桥梁、房屋，等等。通过立体观测，能够完成数字高程模型制作、立体测图等作业，生产现势性强、精度高的基础地理信息产品，结合测绘卫星多光谱影像及各种专题信息，还可以生产各种融合影像产品、专题产品等，满足各行业部门的应用需求，为防灾减灾、农林水利、生态环境、城市规划与建设、交通和国防建设等领域提供具体有效的服务。

许多关系国民经济建设和社会发展的重大工程需要运用高分辨率卫星影像进行前期设计、进展调查和决策管理等。“资源三号”卫星将在三峡工程、南水北调、西气东输、青藏铁路、塔里木河流域生态治理区域等重大工程以及南极、北极、雅鲁藏布大峡谷、三江源考察等重大科研项目中发挥重要作用。

它还可以应用于森林资源一、二类清查，荒漠化、湿地调查和监测，以及各种生态环境质量调查，可实现大范围、全天候、全天时的动态环境监测，成为深入研究和解决环境灾害和保护重大问题的重要工具。

“资源三号”对森林病虫害或火灾等进行调查和监测也很“拿手”，所提供的立体影像将包括植被、阴影、土壤等遥感分量图，影像色彩丰富、纹理清晰，让救援人员可以及时掌握火灾的分布情况，更准确高效地完成救援任务。

中国是自然灾害多发的国家。“资源三号”卫星可对灾情做到实时监测与及时详查，提供1—4米的高分辨率卫星影像，为紧急救援提供准确的信息及辅助决策依据，如选择撤退和救援路线，统计灾后房屋倒塌数量、受灾人口和耕地面积等。以后倘若再发生像今年8月7日甘肃舟曲那样的泥石流灾害，有关方面便能够利用“资源三号”所返回的信息，迅速绘制成影像图，通过影像区域所呈现出的各种不同颜色来判断哪里是重灾区，哪里受泥石流影响不大，这样就可以结合遥感技术，尽快对受困地区做出部署。

它还将在防洪规划、洪涝灾害监测评估以及水资源调查、节水灌溉工程实施的监测、有效灌溉面积调查、土壤侵蚀调查、水土保持措施的后效调查、生态环境监测、江河湖库污染、行蓄洪区调查等方面发挥重要作用。全国水利发展规划中明确提出要应用卫星遥感技术保障大江大河大湖重要河段，大中城市及重点地区的防洪安全。5米以上的高空间分辨率卫星影像主要用于水土保持治理、水利工程管理、城市防洪；10—30米空间分辨率卫星影像可用于洪涝灾害监测评估、小水电选址、牧区水利、淤堤坝等。

“资源三号”卫星也可以满足农业资源调查、农作物产量估产与长势监测、农业结构调整等方面对高分辨率卫星影像数据的重大需求。大面积种植作物面积与种类监测、农业工程规划等需要10米量级空间分辨率卫星影像；精准农业、小规模农作物监测需要几米到亚米量级高空间分辨率和超高空间分辨率卫星影像。

中国正大规模地开展交通基础设施建设，公路和铁路的规划、设计、沿线的资源调查等都需要使用高分辨率遥感影像，包括交通沿线与当地自然景观协调、耕地和经济作物用地的少量占用、景观的监测和交通绿化设计等。