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摘要：從通信、導航、遙感三方面技術手段融合的角度，分析通導遙一體化信息技術組成，設計通導遙一體化技術在自然資源管理中的應用技術框架，對自然資源管理新技術手段革新具有一定的理論價值和指導意義。
關鍵詞：通導遙一體化；自然資源管理；北斗網格碼
為了落實黨中央國務院對自然資源工作的要求，更好地履行自然資源部“兩統一”職責，實現山水林田湖草整體保護、系統修復、綜合治理等職責，衛星遙感技術已成為自然資源部履職盡責不可或缺、難以替代的重要資源及應用手段。2019年11月，我國成功發射高分七號衛星，自然資源部負責業務運行的陸地衛星已達10顆，針對山水林田湖草等自然資源觀測要素的不同特點，整裝建設了可見光、高光譜、激光、熱紅外、雷達等多種觀測手段并存的高、中分辨率衛星觀測平臺，逐步形成全覆蓋、全天候、全要素、全方位的遙感信息獲取能力。目前，針對衛星遙感影像在自然資源業務中的主要應用研究是以基于高分辨率衛星遙感影像的地物信息提取和目標檢測為主，早期包括根據分析紋理特征、光譜特征、幾何特征等信息進行地物類型的自動、半自動提取方法[1]由于其時效性和準確性不高，其應用受到很大限制，隨著自然資源遙感數據呈現海量級增長趨勢，對自然資源管理響應的時效性和精準性都提出了更高的要求，亟需新技術手段支撐自然資源管理的快速響應。本文針對衛星遙感應用中面臨的即時通信、數據安全等問題，結合當前5G、區塊鏈等技術熱點，提出以“通導遙一體化”技術構建自然資源衛星影像“及時獲取”+“及時處理”+“及時分發”+“及時服務”自然資源業務應用模型，有效利用連續穩定、自主可控的衛星遙感數據源，實現自然資源主體業務全天時、全天候、全要素衛星遙感云上智能監管，提升省級區域自然資源衛星應用和服務水平，面向全省各級自然資源部門以及各行業部門提供衛星自然資源服務。
1通導遙一體化技術
“通導遙一體化”技術主要打通衛星、導航、地球空間要素之間的信息橋梁，利用天地互聯、統一基準實現時空融合，利用數據挖掘、智能處理、協同傳輸實現按需服務，基于北斗網格碼技術、5G+區塊鏈技術、遙感信息智能處理技術融合而成（見圖1），實現在任何地方、任何時候的信息獲取、高精度定位授時、多媒體通信服務以及通信、導航、遙感衛星系統與地面系統之間的智能化集成應用[2]。
1.1北斗網格碼技術建立統一基準
北斗網格碼是以GeoSOT[3]為基礎發展的適用于北斗系統終端輸出的一種編碼格式，與北斗系統的精度相適應，與北斗終端芯片的能力相匹配，作為以北斗系統為核心的PNT（定位、導航、授時）體系的一種基本輸出，為地球空間萬事萬物的離散化位置賦值，其核心是將地球完整剖分成32級、無縫嵌套、最小尺度為1.5cm2的網格群，同時為每個網格賦予一個全球唯一的整型數編碼[4]。通過北斗終端和其他PNT傳感器，可以對全球任何區域范圍內的各種類型、各種大小的實體對象，以及與之關聯的各種事件的北斗網格碼進行統一賦值，將實體對象以及與該對象相關的事件，同其所在的空間位置自動關聯，以此建立了地球空間統一的標識基準，便于空間高效查詢與空間統一管理。
1.25G技術實現協同傳輸
19世紀80年代以來，全球移動通信技術經歷了移動語音時代（1G）、文本時代（2G）、數據時代（3G）、融合應用時代（4G）的變革，極大地改變著社會經濟發展趨勢、行業生態格局和居民生活方式[5]。5G技術，也就是第五代移動通信技術（5thgenerationmobilenetworks）是最新一代蜂窩移動通信技術，具備高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接的性能。目前，“5G+遠程醫療”、“5G+虛擬現實”、“5G+工業互聯網”、“5G+無人機”等成功應用案例已逐漸進入大眾的視野。5G技術與其他新型基建層技術（如云計算、物聯網、大數據等）和新型通用技術（如區塊鏈、邊緣計算、視覺技術、數據挖掘技術等）結合應用，充分發揮其高傳輸速率，高帶寬、大容量的協同傳輸特性，并在不同的領域中發展升級，取得卓越成效[6-7]。
1.3遙感智能處理技術提供按需服務
現代遙感信息提取技術經歷了從20世紀60年代獲取地物電磁波輻射信息構建數理模型來描述地物特征，到20世紀90年代的定量遙感時代對遙感信息物理量化，大大提高了人類利用遙感技術認知地物本質特征的能力[8]。隨著空天地一體化空間信息網絡的建立，單一數據源的圖像對地物描述程度往往不夠完備，需要針對不同類型的遙感數據的特性，進行異源數據的融合，實現數據源之間的信息互補。針對可見光、高光譜、Lidar、SAR等不同類型數據的融合需求，進行以深度學習為代表的數據驅動下的信息分析模型定制，用于遙感信息智能處理，滿足多角度、多譜段、多維度、多時相的遙感觀測數據對信息分析處理能力和效率的高要求。
2通導遙技術在自然資源管理中的應用技術框架
通過在自然資源管理中數據的獲取、處理、分析、分發業務流程中接入5G網絡，引入北斗網格編碼索引體系，建立自然資源的統一數據編碼標準，將自然資源管理中的確權登記、自然資源資產審計等設計數據安全、共享、賬本等方面的業務數據進行自然資源資產信息上鏈和加密存儲，結合大數據融合、面向對象、深度學習等技術對異源衛星自然資源數據進行深度融合和智能處理，構建在線獲取衛星自然資源數據、在線信息智能提取、在線分析決策、聯網核查取證、在線成果分發等自然資源云上智能一體化應用體系。
2.1構建多源遙感數據傳輸處理體系
充分利用5G網絡等基礎設施的技術優勢，建立多源、多時空分辨率衛星自然資源數據的實時傳輸及處理機制，解決數據獲取、處理、分析、分發業務流程傳輸中面臨的速率低、帶寬窄、高延時等問題，實現多源衛星自然資源數據的瞬時采集、即時處理及應用。
2.2北斗網格碼區域化應用
基于北斗網格碼技術的統一空間區位編碼模型，建立自然資源統一編碼規范，對各類自然資源遙感數據按其空間位置、時間或關聯的空間范圍，進行邏輯剖分預處理以及統一網格化編碼，存入剖分網格關聯索引數據庫；利用空間大數據搜索引擎，優化區位編碼匹配運算算法，對網格數據索引數據庫中的索引數據進行動態的維護，實現對衛星自然資源數據的快速高效檢索和關聯調度。
2.3自然資源管理數據鏈路
針對自然資源管理中的確權登記、自然資源審計等業務中面臨的數據安全風險、共享效率不高、監管難度大的業務難題，基于5G+區塊鏈技術，通過單獨部署區塊鏈節點服務器，實現業務數據入鏈及共享查詢，建立自然資源資產信息上鏈、加密保存、權責管理的數據管理機制[9]，從而提升自然資源管理數據安全性和匯交效率。
2.4自然資源云上智能一體化體系
針對自然資源管理業務不同的應用需求，利用聯合區域網平差技術提升異源數據的聯合定位精度提高異源數據融合分類能力，建立基于面向對象+深度學習算法對可見光、高光譜、LIDAR、SAR等多種衛星自然資源數據智能化信息處理模型，提取衛星遙感多元分類信息，提高衛星自然資源數據利用效率。結合通導遙多方技術優勢，在開展產品體系和技術方法研究的基礎上，開發能夠在線獲取衛星自然資源數據、在線信息智能提取、在線分析決策、聯網核查取證、在線成果分發等一體化云服務的系統。
3結語
本文針對自然資源管理中對衛星遙感技術手段響應時效性和精準性提出的新要求，分析了通導遙一體化技術熱點在自然資源管理中可以發揮的作用，提出通導遙一體化技術在自然資源管理中的應用技術框架，重點分析了構建多源遙感數據傳輸處理體系、北斗網格碼區域化應用、自然資源資產鏈路管理等技術關鍵點，構建了面向省級區域自然資源衛星影像“及時獲取”+“及時處理”+“及時分發”+“及時服務”自然資源管理業務云上智能一體化應用模型?；诒炯夹g框架，進一步對各技術手段的實現方法進行研究，可充分高效利用多源多時相衛星遙感數據，為提升政府自然資源管理決策支持服務能力提供有效支撐。
參考文獻
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[2]田晨冬,李克昭.衛星導航與5G的融合在位置服務中的應用[C].中國衛星導航系統管理辦公室學術交流中心.第十一屆中國衛星導航年會論文集—S02導航與位置服務.中國衛星導航系統管理辦公室學術交流中心:中科北斗匯(北京)科技有限公司,2020:58-62
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[8]張兵.遙感大數據時代與智能信息提取[J].武漢大學學報(信息科學版),2018,43(12):1861-1871
[9]周曉霞.自然資源管理與區塊鏈迎來發展新契機[J].中國信息界,2018(5):78-79
作者:石婷婷 厲芳婷 張亮 單位:湖北省航測遙感院 地理國情監測國家測繪地理信息局重點實驗室 湖北省測繪工程院
