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全球30米地表覆蓋遙感制圖工程的主要成果及應用

發(fā)布日期:2016-09-19??來源:國家測繪地信局測繪發(fā)展研究中心??作者:陳軍等我要投稿我要評論
課題組成員為:陳軍,教授,博士生導師,國家基礎地理信息中心總工程師,國際攝影測量與遙感學會主席;廖安平、彭舒、陳利軍、張宏偉,國家基礎地理信息中心;何超英,國家測繪地理信息局科技與國際司。

 

 
主要成果及應用


(一)數(shù)據成果與服務平臺

經過全國18家單位上百名科技人員的四年努力,世界上首套30米分辨率全球地表覆蓋產品GlobeLand30成功完成研制。其涵蓋全球陸域范圍,包括水體、耕地和林地等十大類地表覆蓋信息,具有三個主要特點:

1、更高空間分辨率:與歐美國家1000米和300米分辨率產品而言,GlobeLand30將覆蓋全球的地表覆蓋產品空間分辨率整體提升了1個數(shù)量級。

2、兩個時相:GlobeLand30不僅能提供直觀的地表覆蓋空間分布,由同一個研究團隊利用相同的分類方法研制2000年和2010年兩期數(shù)據,具有較好的一致性,可更好地支持地表覆蓋變化的監(jiān)測和分析。圖1顯示了2010年的數(shù)據成果。

3、較高精度:第三方單位采用基于空間數(shù)據二級抽樣檢驗模型,從全球選取了15萬多個檢驗樣點,對GlobeLand30進行了精度評估,得出GlobeLand30的總體分類精度為83.5%。



圖1 GlobeLand30數(shù)據成果(2010期)

為了更好地提供GlobeLand30數(shù)據服務,建成了首個全球30米地表覆蓋信息服務平臺(www.globeland30.org)(見圖2),目前已提供以下服務:

1、數(shù)據瀏覽:實現(xiàn)了對原始影像、分類成果、參考數(shù)據等異質數(shù)據以及天地圖、Google Map、Bing Map等異構服務的集成瀏覽與無縫切換,能夠讓用戶快速定位到感興趣的區(qū)域,并根據需要快速切換各種數(shù)據的疊加與對比顯示;

2、數(shù)據下載:建立實現(xiàn)了用戶注冊、申請、審核、下載的共享服務流程;

3、在線標注:提供面向眾包的地表覆蓋信息在線標報功能,充分發(fā)揮用戶的作用,收集現(xiàn)有地表覆蓋數(shù)據存在的質量問題,為數(shù)據修改和更新提供參考依據;

4、在線統(tǒng)計分析:針對不同的地表覆蓋類型,提供在線的統(tǒng)計功能,主要包括面積統(tǒng)計、密度統(tǒng)計、變化統(tǒng)計,以及結合人口、經濟數(shù)據的專題統(tǒng)計等內容。其統(tǒng)計方式有兩種:一是根據行政區(qū)劃查詢事先計算好的統(tǒng)計數(shù)據;二是根據用戶勾選的空間范圍進行在線計算。



圖2 www.globeland30.org服務平臺

(二)初步應用

2014年9月22日聯(lián)合國氣候峰會期間,張高麗副總理代表中國政府將該套數(shù)據捐贈于聯(lián)合國,供聯(lián)合國系統(tǒng)、各成員國和國際社會使用。截止2015年9月,已經有來自美國、加拿大、意大利等102個國家的用戶下載了GlobeLand30數(shù)據,下載總圖幅數(shù)超過10萬多幅,部分典型用戶如表1所示。用戶包括土地利用與變化研究;地表覆蓋變化及分類研究;森林植被、農作物、冰川、地形研究;氣候環(huán)境研究;城市擴張、城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃研究;生態(tài)及生物多樣性研究;風險災害研究以及實驗教學等諸多領域。

表1 GlobeLand30的典型用戶

用戶單位類型

典型單位名稱

政府及下屬單位

美國國家航空航天局戈達德航天飛行中心(NASA GSFC)、美國地質調查局(USGS)、歐盟委員會(European Commission)、歐空局(ESA)等

研究機構

歐盟委員會聯(lián)合研究中心(JRC)、德國地學研究中心、奧地利系統(tǒng)研究所(IIASA)、巴西國家空間研究院(INPE)、印度科學院(Indian Institute of Science)、烏克蘭空間研究中心(Space  Research Institute of Ukraine)、雅典國家天文臺(IERSD/NOA)、中國科學院、中國交通集團研究設計院、中國農業(yè)科學院、中國城市規(guī)劃設計研究院

高校

哈佛大學、耶魯大學、馬里蘭大學、賓夕法尼亞大學、哥倫比亞大學、海德堡大學、杜克大學、威斯康星大學、清華大學、北京大學、香港中文大學、武漢大學、

   

國際組織

世界自然基金會(WWF)、NatureServe、保護國際(Conservation International)

聯(lián)合國機構

聯(lián)合國糧農組織(FAO)、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)、聯(lián)合國人居署(UN-Habitat)、聯(lián)合國維和部隊(UNMISS)、聯(lián)合國經社部(UNDESA)、聯(lián)合國亞太經社部(ESCAP)、UN Unit in Mali、聯(lián)合國教科文組織(UNESCO Islamabad)



聯(lián)合國秘書長潘基文認為,這套數(shù)據將使我們更好地理解、監(jiān)測和管理全球地表使用及變化。聯(lián)合國環(huán)境署(UNEP)世界保護監(jiān)測中心(WCMC)利用GlobeLand30開展全球21萬個保護區(qū)的生物多樣性保護評價方面的研究。科技部遙感中心利用GlobeLand30的水體和人造地表數(shù)據成果完成了“全球生態(tài)健康遙感監(jiān)測”2012和2013年度報告的制定,對全球陸表水域和城鄉(xiāng)建設用地的空間分布、時空變化、用地效率、用地轉化等進行了較翔實的解讀和分析;中國環(huán)科院利用GlobeLand30數(shù)據開展了中國生物多樣性保護方面的研究工作。國家遙感中心評價稱“是中國首次生產并向全球用戶分發(fā)30米分辨率全球地表覆蓋遙感數(shù)據產品,彌補了我國沒有自己全球地表覆蓋數(shù)據產品的空白,改寫了中國只是他人產品使用者的歷史,同時極大地促進了全球對地觀測數(shù)據共享”。
 

在國家863計劃支持下,項目以產品工程為主線,完成了全球地表覆蓋遙感制圖關鍵技術研究,構建了面向產品研制的工程化生產技術體系,完成了兩期(2000/2010)全球30米地表覆蓋產品 GlobeLand30的研制。以徐冠華院士為主任的評審專家委員會認為,該成果“填補了國際空白;在產品標準化、關鍵技術研究和工程化應用等方面取得了突破,總體上達到國際領先水平”。國際地理信息著名雜志GIM發(fā)表署名文章評價“GlobeLand30是對地觀測和開放地理信息領域的里程碑”。

應該指出的是,這是萬里長征走完了第一步,僅僅解決了“從無到有”的問題,尚需解決“從有到優(yōu)”、“從數(shù)據到知識”、“從成果到服務”等一系列難題。我們應該繼續(xù)努力,構建集時序數(shù)據、細化類型數(shù)據、專題數(shù)據為一體的全球地表覆蓋數(shù)據體系,開展以地理世情為目標的深層次應用,建成功能完備服務高效的全球地表覆蓋信息服務平臺,進一步鞏固領先地位,擴大我國在該領域的國際影響力。這對于建設形成以我為主的國際合作網絡,逐步掌控全球基礎地理信息戰(zhàn)略資源,提高我國政府應對全球變化和制定資源管理與環(huán)境保護政策的能力、增強我國在全球變化領域的發(fā)言權、提升我國軟實力具有重要意義。  

本文摘自《測繪地理信息藍皮書》之《新常態(tài)下的測繪地理信息研究報告(2015)》

更多信息請瀏覽測繪發(fā)展研究中心門戶網站(http://fazhan.sbsm.gov.cn/),謝謝!

新浪微博ID:測繪地信發(fā)展研究


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