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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(yīng)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(dǎo)師,國家基礎(chǔ)地理信息中心總工程師,國際攝影測量與遙感學(xué)會主席;廖安平、彭舒、陳利軍、張宏偉,國家基礎(chǔ)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(yīng)用


(一)數(shù)據(jù)成果與服務(wù)平臺

經(jīng)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(chǎn)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(gè)主要特點(diǎn):

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

2、兩個(gè)時(shí)相:GlobeLand30不僅能提供直觀的地表覆蓋空間分布,由同一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)利用相同的分類方法研制2000年和2010年兩期數(shù)據(jù),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(jù)成果。

3、較高精度:第三方單位采用基于空間數(shù)據(jù)二級抽樣檢驗(yàn)?zāi)P?,從全球選取了15萬多個(gè)檢驗(yàn)樣點(diǎn),對GlobeLand30進(jìn)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(jù)成果(2010期)

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

1、數(shù)據(jù)瀏覽:實(shí)現(xiàn)了對原始影像、分類成果、參考數(shù)據(jù)等異質(zhì)數(shù)據(jù)以及天地圖、Google Map、Bing Map等異構(gòu)服務(wù)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(jù)需要快速切換各種數(shù)據(jù)的疊加與對比顯示;

2、數(shù)據(jù)下載:建立實(shí)現(xiàn)了用戶注冊、申請、審核、下載的共享服務(wù)流程;

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

4、在線統(tǒng)計(jì)分析:針對不同的地表覆蓋類型,提供在線的統(tǒng)計(jì)功能,主要包括面積統(tǒng)計(jì)、密度統(tǒng)計(jì)、變化統(tǒng)計(jì),以及結(jié)合人口、經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的專題統(tǒng)計(jì)等內(nèi)容。其統(tǒng)計(jì)方式有兩種:一是根據(jù)行政區(qū)劃查詢事先計(jì)算好的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù);二是根據(jù)用戶勾選的空間范圍進(jìn)行在線計(jì)算。



圖2 www.globeland30.org服務(wù)平臺

(二)初步應(yīng)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(jù)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(jīng)有來自美國、加拿大、意大利等102個(gè)國家的用戶下載了GlobeLand30數(shù)據(jù),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(nóng)作物、冰川、地形研究;氣候環(huán)境研究;城市擴(kuò)張、城鄉(xiāng)發(fā)展規(guī)劃研究;生態(tài)及生物多樣性研究;風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害研究以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等諸多領(lǐng)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(dá)德航天飛行中心(NASA GSFC)、美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)、歐盟委員會(European Commission)、歐空局(ESA)等

研究機(jī)構(gòu)

歐盟委員會聯(lián)合研究中心(JRC)、德國地學(xué)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(xué)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(xué)院、中國交通集團(tuán)研究設(shè)計(jì)院、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

高校

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

   

國際組織

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

聯(lián)合國機(jī)構(gòu)

聯(lián)合國糧農(nóng)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(duì)(UNMISS)、聯(lián)合國經(jīng)社部(UNDESA)、聯(lián)合國亞太經(jīng)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(rèn)為,這套數(shù)據(jù)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(hù)監(jiān)測中心(WCMC)利用GlobeLand30開展全球21萬個(gè)保護(hù)區(qū)的生物多樣性保護(hù)評價(jià)方面的研究??萍疾窟b感中心利用GlobeLand30的水體和人造地表數(shù)據(jù)成果完成了“全球生態(tài)健康遙感監(jiān)測”2012和2013年度報(bào)告的制定,對全球陸表水域和城鄉(xiāng)建設(shè)用地的空間分布、時(shí)空變化、用地效率、用地轉(zhuǎn)化等進(jìn)行了較翔實(shí)的解讀和分析;中國環(huán)科院利用GlobeLand30數(shù)據(jù)開展了中國生物多樣性保護(hù)方面的研究工作。國家遙感中心評價(jià)稱“是中國首次生產(chǎn)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(jù)產(chǎn)品,彌補(bǔ)了我國沒有自己全球地表覆蓋數(shù)據(jù)產(chǎn)品的空白,改寫了中國只是他人產(chǎn)品使用者的歷史,同時(shí)極大地促進(jìn)了全球?qū)Φ赜^測數(shù)據(jù)共享”。
 

在國家863計(jì)劃支持下,項(xiàng)目以產(chǎn)品工程為主線,完成了全球地表覆蓋遙感制圖關(guān)鍵技術(shù)研究,構(gòu)建了面向產(chǎn)品研制的工程化生產(chǎn)技術(shù)體系,完成了兩期(2000/2010)全球30米地表覆蓋產(chǎn)品 GlobeLand30的研制。以徐冠華院士為主任的評審專家委員會認(rèn)為,該成果“填補(bǔ)了國際空白;在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、關(guān)鍵技術(shù)研究和工程化應(yīng)用等方面取得了突破,總體上達(dá)到國際領(lǐng)先水平”。國際地理信息著名雜志GIM發(fā)表署名文章評價(jià)“GlobeLand30是對地觀測和開放地理信息領(lǐng)域的里程碑”。

應(yīng)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(jù)到知識”、“從成果到服務(wù)”等一系列難題。我們應(yīng)該繼續(xù)努力,構(gòu)建集時(shí)序數(shù)據(jù)、細(xì)化類型數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)為一體的全球地表覆蓋數(shù)據(jù)體系,開展以地理世情為目標(biāo)的深層次應(yīng)用,建成功能完備服務(wù)高效的全球地表覆蓋信息服務(wù)平臺,進(jìn)一步鞏固領(lǐng)先地位,擴(kuò)大我國在該領(lǐng)域的國際影響力。這對于建設(shè)形成以我為主的國際合作網(wǎng)絡(luò),逐步掌控全球基礎(chǔ)地理信息戰(zhàn)略資源,提高我國政府應(yīng)對全球變化和制定資源管理與環(huán)境保護(hù)政策的能力、增強(qiáng)我國在全球變化領(lǐng)域的發(fā)言權(quán)、提升我國軟實(shí)力具有重要意義。  

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

更多信息請瀏覽測繪發(fā)展研究中心門戶網(wǎng)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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