单位：北华航天工业学院
1. 项目简介
卫星数据以其快速、连续、覆盖范围广、信息量大等特点，在农业、林业、环保、国土调查、防灾减灾、城市和交通精细化管理等重点领域中发挥着越来越重要的作用，已逐步成为国家基础性、战略性资源。随着经济社会的发展，区域以及企业公众对遥感数据的需求日益扩大，仅在河北省每年高分遥感数据的订购量就达上亿元。
面对区域及企业公众日益迫切的遥感数据需求，北华航天工业学院积极探索，深入调研地方实际应用需求，近年来着力开展“县域遥感技术应用与示范”工作，在农业、林业、环保、国土调查等领域开展技术攻关和示范应用，从数据获取、分析到数据的实际应用构建了完备的服务框架体系，助力县域经济社会发展。
县域遥感技术应用与示范，是基于国产高分卫星数据，实现对多类遥感要素快速提取与监测，为政府部门、行业企业提供高空间/时间分辨率的海量数据信息，并通过构建基于云平台的高分卫星数据综合应用服务框架，实现对海量数据的查询检索、展示浏览、共享下载、综合分析等功能，对数据的深入挖掘和分析，为相关应用单位提供分析和动态检测，支撑并辅助相关决策的制定。目前该项目已在河北省廊坊市各县（市、区）、邢台市巨鹿县、张家口市等地展开应用，为相关应用部门布设系统，实现高分卫星数据常态化监测与分析工作，取得了不错的经济效益与社会效益。
2. 技术说明
通过四年的探索，目前县域遥感技术应用与示范已形成了较为成熟的服务框架体系，即根据市域、县域应用部门的实际需求，对目标区域进行遥感监测，生产遥感专题产品，通过搭建县域高分卫星数据综合应用服务云平台，以互联网、移动终端（遥感云屏、遥感云书等）的形式实现信息共享、产品推送以及综合分析服务（图1）。该平台面向县域遥感经济社会发展中所关心的重点问题，基于航天、航空、无人机、地面传感器等多源数据融合技术进行大数据挖据，整合遥感要素信息提取算法，通过同一地区不同数据源间的信息互补为多源遥感图像的处理、分析和应用提供最有效的应用，大大减少单一信息源对被感知对象或环境解译中可能存在的不确定性、不完全性和误差，最大限度地利用各种数据所包含的信息做出决策。
图1 县域遥感技术应用与示范服务框架
制作遥感专题产的数据主要来自于国产高分卫星数据和无人机监测数据，其中卫星数据的空间分辨率可达亚米级，无人机监测数据可达厘米级，这为高精度提取遥感要素信息提供了数据保障。目前，项目所制作的主要专题产品包括资源调查与监管、生态环境保护、城市精细化管理3大类、23小类专题产品（图2），并且根据用户单位的实际需求，不断扩充遥感产品库，为用户提供业务化标准化高分县域应用信息产品服务。
图2 高分县域应用信息产品服务
以玉米遥感专题产品为例，利用GF-1/2/4卫星影像数据的时序特征，针对典型区域玉米的物候特征，在生长季选取多时相影像数据构建时间序列，并提取NDVI形成NDVI时间序列，结合玉米物候特征，通过时序特征匹配，实现玉米种植面积的监测（图3）。在提取各类遥感要素信息后，制作专题产品（图4）。所有的专题产品加载于信息化管理平台，实现监测成果的多尺度空间可视化、信息查询统计、图表分析与变化监测，充分挖掘遥感数据的应用价值，保障信息的实时分享，为政府管理和决策分析提供服务（图5-图7）。
图3玉米种植面积监测模块
图4 遥感专题产品
图5 遥感资源展示
图6 遥感资源分布及查询
图7 遥感数据图表分析
3. 应用成果
近年来，项目已在河北省廊坊市、邢台市、张家口市开展了多个方面的深度应用。为廊坊市政府部门安装部署了遥感监测与分析系统，定期报送耕地、农作物、道路、河流、经济作物等近20种地物的遥感专题产品和工作简报，该项工作已成为政府部门科学决策依据；利用高分卫星数据开展利用卫星遥感、无人机和地面传感器监测点，对廊坊市及周边区域大气环境、水环境进行遥感监测与数据分析，协助廊坊市开展大气污染和水污染防治监督工作；在邢台市巨鹿县协助当地农业部门开展串枝红杏、油葵、枸杞、金银花等特色经济作物普查工作；协助张家口市长城管理处进行了古长城监测与保护，利用遥感数据监测古长城破坏和损毁情况。
从实际效果来看，利用高分卫星进行数据的获取与分析，取得了巨大的经济效益与社会效益。如农林资源普查方面，传统手段需要投入车辆、人力和时间实地勘察，而使用遥感技术，只需要若干工作人员在室内调用高分卫星数据，即可在很短的时间内完成资源普查工作，对于县级应用部门来讲，每年可节约开支十几万元。并且，这种新型的资源普查方式，好地取代了传统抽样调查、层层上报的工作模式，既节约了成本，又有效遏制了统计数据的瞒报、虚报和漏报现象，提高统计数据的准确性和真实性，为当地政府部门部署相关工作提供了准确可靠的第一手资料。