遥感与数字经济发展

中国科学院院士  童庆禧

“数字中国”的提出,与 1998 年时任美国副总统的戈尔提出来的“数字地球”计划密切相关。1999 年,中国召开了第一届国际数字地球会议,并且发表了《北京宣言》,数字中国、数字地球的相关活动由此展开。2007 年,香山召开的科学会议上第一次从科技层面上对数字中国的内涵和发展进行了探讨。2008 年,美国 IBM 总裁彭明盛又提出了“智慧地球”的概念,提出形成所谓的“物联网”,实现人类社会与物理系统的整合,数字中国的发展也借鉴了其中一些先进思想。这些是数字中国发展第一阶段的基本脉络。

2010 年之后,数字中国进入新的发展阶段。2015 年,第二届世界互联网大会开幕式上,习近平总书记明确提出推进数字中国建设、发展分享经济、支持基于互联网的各类创新,提高发展质量和效益。这也被认为是数字中国建设进入新阶段的标志性事件。

以前“数字中国”的概念主要考虑物理空间和实体空间的数字化,而新一代“数字中国”指在一切以数字资源基于实体空间和网络空间环境下的集成与表达,并以此为基础形成以分享经济、数字经济为代表的经济社会活动,体现了数字化、网络化、可视化、社会化为目标的信息化发展方向。基于大数据战略、互联网创新、“互联网 +”相融合,是新一代数字中国的重要特点。

近年来,中国在数字经济方面发展非常迅速。数字经济特别是信息化时代所涌现的新领域、新技术、新业态、新产品、新服务,已经成为驱动和引领经济高质量发展的新动力。2017 年我国数字经济的规模达到了 27.2 万亿元,在中国的 GDP 占比达到 32.9%。数字化产业是数字经济的重要组成部分。从战略性新兴产业十三五规划看,新一代信息技术、高端装备中的遥感及应用产业和数字创意产业,几乎占据了战略性新兴产业名录的一半。据预测,未来几年我国商业遥感卫星产业将保持 35% 的增速,到 2020 年,国内商业遥感产值将达到 250 亿元。所以,遥感技术和数字经济是相互依存的,把数字经济和遥感技术相结合,对于整个国家、社会的发展至关重要。

遥感大数据的特征

遥感大数据具有所有大数据全部特征,并且更加突出的是宏观性、海量性、客观性、多元性、真实性和实时性。

首先,宏观性。遥感可以具体到地球表面进行可视化直观表达,帮助人类的认知从微观到宏观,这是认识论的一个重大飞跃。

其次,海量性。每一级遥感影像都是百兆级、千兆级,比如我国的高分二号卫星,十分钟过境,传输的数据量能达到 4.8TB,后续的高分专项卫星的数据将增加数倍甚至数十倍。

第三,客观性。任何一个卫星遥感的数据,反映的都是地面的客观景象,这些景象不以人的意志为转移,如果造假,马上能看出来。可以对比 2011 年日本滨海城镇海啸前后的遥感图像,原来美丽的城镇,海啸以后完全被夷为平地,这就是一种客观性的再现。

第四是多元性。现在遥感监测不仅仅利用可见光辨识图像,还利用紫外线、红外线、微波等进行监测。

第五是实时性。遥感观测是实时同步的,可以随时反映地面真实状况。比如香港机场一架飞机的起飞过程,甚至是高速公路上的车祸,都可以被卫星真实地记录下来。

遥感数据具有非常高的信息密度,遥感影像的数据可以回答“三W”,即是什么、在什么地方、在什么时间发生的事件,这个事件发生时所在的环境。也可以说遥感可以在任何时间、地点对任何人进行服务。比如 2008 年北京奥运会,在青岛举行帆船赛事。就在离奥运会开幕前的一个多月,青岛外海出现了大量的浮苔,遥感部门配合当地政府对浮苔位置进行了精准定位,动员了上千条民船进行打捞,才保障了帆船赛事的顺利进行。

遥感信息既有隐形信息也有显性信息。即使是显性信息,想要进行精确解读,也需要遥感应用人员具有广泛的地理学、地质学、生物学甚至经济学等专业知识。而隐形信息更需要专业人员进行深加工处理,进行信息的提取和挖掘,形成数据 – 信息 – 知识 – 智慧完整的认识链,助力国家、区域、城市和社会的治理,推动社会经济的发展。

智能化、智慧化,甚至把人工智能用到遥感信息的处理和提取上,实际上这是我们遥感科技人员最重要的任务。需要我们把相关学科的知识程序化、模型化、智能化,人工智能将来是遥感数据处理和分析的重要手段。

遥感推动智慧城市建设

遥感信息是整合各类信息的基础和空间框架,在智慧城市建设中发挥着不可替代的作用。

城市是人口最密集、交流最频繁、创造经济价值最高的地方,但或多或少也会患有城市病。智慧城市建设是实现城市经济转型、精细管理、优化服务的重要途径。建立智慧体系极其不易,而遥感技术在智慧城市建设中发挥了重要作用。

卫星遥感、航空遥感作为人类视觉的延伸,在宏观和微观两个层面上发挥作用。宏观层面可以观测城市的水质、水系、布局、发展、减灾、交通、区域结构等方面,以判断城市发展的科学性、合理性、整体宜居性等。而微观层面则是更贴近城市居民的生产生活活动,尤其是随着卫星分辨率的提高和低空遥感无人机的应用,遥感在城市的微观领域发挥的作用越来越大。通过对遥感大数据挖掘,提取城市信息,最终得到综合信息产品,服务于智慧城市建设。

中国已经成为遥感大国,要把遥感工作做好,支撑数字中国的建设。国家在遥感和空间信息技术一系列重大项目的实施,特别是民用空间基础设施建设的推进,遥感大数据必将得到更大的发展,也必将推动数字中国建设,在国家经济社会发展中发挥越来越重要的作用。

 

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