我国推出全球首套30米分辨率地表覆盖数据维权

我国推出全球首套30米分辨率地表覆盖数据产品(图)

除夕前夜，国家基础地理信息中心技术人员们仍在为地表覆盖图相关内容进行细化分析。 宋永刚摄

郎 冰制

近日，由我国两院院士评出的“2014年中国十大科技进展”揭晓，世界“首套30米分辨率全球地表覆盖遥感制图数据集成功研制并捐赠联合国”因入选而备受关注。

早在去年9月22日联合国气候峰会启幕前，我国政府向联合国捐赠该数据图集时，这一数据成果就已轰动业界，并开始在全球范围得到应用。全世界的友都可登录站点击欣赏或免费下载图片，让这些“美图”带你“逛”世界。

那么，这套地表覆盖数据“牛”在那里?到底有什么用?

畅游“美图”

大片地表层被绿色覆盖，蓝色河流挣脱主干道如手指伸张般向外尽情延展，好似彩超下人体内贲张的血脉……这不是抽象派大师笔下的艺术作品，而是世界首套30米分辨率全球地表覆盖遥感制图数据集上的地理图景。大千世界的妖娆和美丽，都聚集于近2万幅图景当中。

进入全球地表覆盖站，在湿地、人造地表、苔原、冰川、永久积雪、草地、裸地、耕地、灌木地、森林这10大类地表信息栏目下，不仅美图美景任浏览，通过前后两期时间比对，还能了解地表覆盖10年来的变化。

全球地表覆盖数据(GlobalLand30)是国家“863”计划重点项目“全球地表覆盖遥感制图与关键技涉嫌犯罪的术研究”历时4年的科研成果，由国家测绘地理信息局牵头、科技部等多个部委的18家单位共同完成。

天降大任于“数据”。这套填补世界空白的数据成果已经服务于世界地学研究，为全球可持续发展规划提供服务。“全球地表覆盖数据”项目的主要倡导者、中国科学院院士、着名遥感专家徐冠华如此评价，“它是我国地学科学研究立足中国、走向世界的标志性事件。”

截至目前，共有80多个国家、1200多个用户下载了51000多幅图，全球地表覆盖站的“粉丝”活跃。

揭秘“图谱”

何为“30米分辨率地表覆盖数据”?

地表覆盖是指地球表面各种物质类型及其自然属性与特征的综合体，能反映大多数人类土地利用活动形成的景观格局。30米分辨率和照片像素原理差不多，分辨率越高看得就越清楚，“看图说话”(分析图中要素)就越准确。

地表覆盖数据非常重要，全球变化研究、生态环境研究都离不开它。细数一下，联合国及成员国相继开展的气候变化研究、土地利用与变化研究、生态环境及生物多样性研究、地表覆盖变化及分类研究，还有我国正在进行的地理国情的摸家底式普查，都是以地表覆盖数据为基本底图，且不可或缺。将来，国土利用、城镇化建设、城市管理，包括“一带一路”建设都要用到它。这套图集耀眼之处还在于，可以进行近10年来的两个时间节点的数据比对，从而为全球地表覆盖变化分析提供有力支撑，为联合国推动全球可持续发展规划、监测和决策提供科学的工具，也有力推动了全球对地观测与地学领域的数据共享。

30米分辨率的地表图与谷歌地图有什么不同?

“谷歌地图只是一个可以查看的影像图;而30米地表覆盖图，直接可以在上面进行地表覆盖类型信息的量测和分析。”在中国测绘创新基地的一间会议室里，国际摄影测量与遥感学会主席、国家基础地理信息中心总工程师、“全球30米分辨率地表覆盖遥感制图”项目首席科学家陈军指着面前的电脑屏幕告诉《经济》。打个比方，用为你拍张大头照(相当于谷歌地图)，我只能给别人描述你的五官端正，眼睛很大，但眼睛具体多大、鼻子所占面积、整体比例是否达到美女标准都无法测定。但地表覆盖图可以计算出十大地表覆盖种类的精确数据，告诉那个地区水资源最丰富，那个地方的森林覆盖率更高，那里的耕地最多等。而世界每个角落这10年的变迁也都可以看得清清楚楚，做到心中有“数”。

破解世界难题

不可否认，30米分辨率地表覆盖图的研制曾是世界性难题，国际上一直缺少这样一张全面、高精度地反映全球地表覆盖现状及变化的数据集、覆盖图。

我国药品包装机械行业的技术水平远落后于世界发达国家美国、欧盟等曾利用低空间分辨率航天遥感资料，研制了7套空间分辨率为300米和1000米的低分辨率全球地表覆盖数据产品，但由于空间细节不够、分类精度不高，不同产品之间一致性较差，远不能满足应用需求。

为准确了解全要素地表覆盖制图遇到的精细化提取、产品质量控制以及海量影像最佳覆盖与有效处理等诸多难题，我国400多名科技工作者做了大量科技创新。陈军透露说，这套数据成果首先实现了全球影像高质量覆盖，特别是对多源影像的最优处理。设计了30米多源影像的几何、辐射及多时相重建处理成套方法。比如针对黑色条带、云雾遮挡的处理等。其次是大胆创新，创建了地表覆盖制图的POK方法，使水体与湿地等10大类地物同物异谱，异物同谱现象得到有效解决。大家知道，从卫星照片上分辨地物首先是靠辨色来区分，同样是拍摄水体，在不同地区拍下来的照片可能会大为不同。有时天上的一块云朵投射到地面上的阴影，会被误读为水体，而有时在云雾笼罩下的湿地也会被错判为水体，这都需要技术人员利用综合知识辅助计算机严加判读。在全球复杂景观下，采用创新的POK方法，使得这套成果数据分类精度(准确率)达到80%以上，站在了世界前沿。再次是提出了地表覆盖异质数据和异构服务集成发布、集约型服务计算等新方法，并创建了首个全球30米地表覆盖信息服务平台，有效地支撑了数据产品研制与成果共享服务。

据了解，该项目已获得和申请了20多项国家专利。联合国副秘书长吴红波在微博中写道，全球地表覆盖30米精度数据软件(平台)是世界上同类软件中精度最高，且无偿使用的。这是国家测绘地理信息局为国际社会作出的杰出贡献，为中国科技人员争了光。

大数据促应用

这套数据成果正在为促进全球变化研究和可持续发展规划服务。

如设在英国剑桥大学的世界保护监测中心正通过地表覆盖大数据来测定生物多样性关键变量，很快算出全球21万个保护区中各个生物群落、陆地生态区及每个保护区10年来的地表覆盖变化等。该中心主任哈顿表示，为了做这样的生物多样性评估，我们已等了30年。

有了这套数据成果，国家遥感中心与中国科学院遥感国家重点实验室等组织完成了《全国生态环境遥感监测2013年度报告》，结论是：2000年到2010年全球新增城乡建设用地比率为5.08%，在新增的5.74万平方公里城乡建设用地中，占用最多的是耕地，占比为50.26%，其次依次为草地、林地、灌丛地、裸地、湿地和水体。

那么，联合国又准备拿它来做什么?根据中国国家测绘地理信息局与联合国经济和社会事务部签署的《关于向联合国提供30米分辨率全球地表覆盖数据的联合声明》，该数据将由联合国持有并向各成员国、联合国系统机构和国际社会免费提供使用，作为支持联合国系统机构和成员国进行科学决策、可持续发展目标及2015年后发展议程中关键性环境因素衡量和监测的有效途径。

“中国作为世界最大的发展中国家，为世界奉献出具有极高科研价值的前沿数据产品，体现了大国的担当，也说明中国测绘事业取得了从一般性主导到实质性支撑的重要突破。”联合国全球地理信息管理专家委共同主席、国家测绘地理信息局副局长李朋德表示。

我国在全球地表覆盖遥感制图方面虽然实现跨越式发展，但这只初步解决了“从无到有”的问题。陈军认为，要保持我国在该领域的国际优势与影响力，成为领跑者，尚需解决“从有到优”、“从数据到知识”、“从成果到服务”等难题，这需要国家的继续支持，需要加强国际合作，协同创新，使“美图”更好地走向世界，服务国际社会。