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二、国内进展

1.卫星导航和卫星遥感成为国家信息化与经济发展的重要内容

在过去的一年中,我国更加重视卫星导航、卫星遥感及其信息化建设的发展,并相继出台了一些政策予以支持。2013年8月14日,国务院发布“关于促进信息消费扩大内需的若干意见”。意见提出,拓展新兴信息服务业态,发展移动互联网产业,鼓励企业设立移动应用开发创新基金,推进网络信息技术与服务模式融合创新。积极推动云计算服务商业化运营,支持云计算服务创新和商业模式创新。面向重点行业和重点民生领域,开展物联网重大应用示范,提升物联网公共服务能力。加快推动北斗导航核心技术研发和产业化,推动北斗导航与移动通信、地理信息、卫星遥感、移动互联网等融合发展,支持位置信息服务(LBS)市场拓展。完善北斗导航基础设施,推进北斗导航服务模式和产品创新,在重点区域和交通、减灾、电信、能源、金融等重点领域开展示范应用,逐步推进北斗导航和授时的规模化应用。大力发展地理信息产业,拓宽地理信息服务市场。

2013年9月26日,国务院办公厅印发了“国家卫星导航产业中长期发展规划”(以下简称规划),提出到2020年的发展目标是:我国卫星导航产业创新发展格局基本形成,产业应用规模和国际化水平大幅提升,产业规模超过4000亿元,北斗卫星导航系统及其兼容产品在国民经济重要行业和关键领域得到广泛应用,在大众消费市场逐步推广普及,对国内卫星导航应用市场的贡献率达到60%,重要应用领域达到80%以上,在全球市场具有较强的国际竞争力。此外,规划确定了6个方面的重点发展方向和主要任务:完善导航基础设施、突破核心关键技术、推行应用时频保障、促进行业创新应用、扩大大众应用规模、推进海外市场开拓。还将实施五大重点工程:基础工程——增强卫星导航性能;创新工程——提升核心技术能力;安全工程——推进重要领域应用;大众工程——推动产业规模发展;国际化工程——开拓全球应用市场。

2.我国自主高分辨率对地观测能力进一步增强

(1)高分一号成功发射推动我国自主高分辨率对地观测系统建设

2013年4月26日中午12时13分,我国国家科技重大专项高分辨率对地观测系统首颗卫星——高分一号,在酒泉卫星发射中心成功发射。经过几个月的在轨测试,目前,低轨遥感卫星——高分一号卫星已正式投入使用。高分一号卫星(简称GF-1卫星)由国防科工局、财政部于2011年批复立项,是高分辨率对地观测系统重大专项中为解决应用急需和替代进口而规划的首发卫星。卫星工程由卫星、运载火箭、发射场、测控、地面、应用六大系统组成。高分一号卫星地面接收系统由四个地面接收站组成:密云接收站、喀什接收站、三亚接收站和牡丹江接收站。

高分一号卫星是我国首颗设计、考核寿命要求大于5年的低轨遥感卫星,配置了2台分辨率为2m全色/8m多光谱的高分辨率相机和4台分辨率为16m的多光谱中分辨率宽幅相机。

2013年4月28日高分一号卫星首次开机成像并下传数据,由中国科学院密云站获取并接收全部数据,中国资源卫星应用中心对获取的原始数据进行处理。

2013年6月6日,国家航天局对外公布了高分一号获取的首批影像图,包括2 m全色、8m多光谱、2m全色与8 m多光谱融合、16m多光谱四类共13张图片,涉及北京、上海、银川、大同四个城市。这标志着高分一号卫星工程测试第一阶段工作完成,高分一号开始承担为国土、环境、农业等领域提供精准服务的任务。

2013年12月30日,高分一号卫星投入使用仪式在京举行,高分一号正式投入使用。截至2013年年底,共向用户部门提供了2 m/8 m影像247731景,16 m影像75766景。

(2)即将发射的北京二号将提高我国卫星遥感数据的自给能力

北京系列遥感小卫星包括北京一号,以及即将在轨服务的北京二号星座等遥感卫星。作为我国民用遥感卫星市场化、商业化运行探索的代表,北京系列遥感小卫星在研制、运行、市场服务等方面取得了显著成果,已成为我国民用遥感卫星重要的系列之一。

北京一号小卫星自2005年10月成功发射运行以来,充分发挥企业化运行卫星快速动态数据保障和服务的优势,获取了全球大量遥感影像,成功应用于国土资源管理、农业林业管理、测绘、环境、灾害、重大工程监测、城市精细化管理等领域,先后为全国第二次土地调查、全国沙漠化动态监测、全国50万人口以上重点城市土地利用动态监测、全国水土流失动态监测、西部测图、近海海洋综合调查与评价等国家级重大项目提供服务,并实现了持续向境外43个国家地区出口境外遥感数据。特别是在汶川特大地震、北京2008奥运会青岛奥帆赛海域浒苔灾害等应急事件中发挥了重要的空间信息支撑作用,创立了国内外知名的北京一号小卫星及应用品牌。

北京一号的创新机制和应用成果,得到国家和行业部门的认可,也获得国家和北京市对北京系列小卫星市场化运行探索进一步的支持。2011年,以自主研发和国际合作相结合的北京二号遥感卫星星座系统建设项目获得国家发改委的批复,正式启动卫星研制工作,预计2014年年底卫星发射。该系统包括三颗具有1 m/4 m分辨率的小卫星,是我国在民用航天领域批准的第一个市场机制建设的遥感卫星项目,也是全球首个具有1m分辨率的民用光学遥感小卫星星座系统。系统建成后可1~2天对我国及全球任一地点重复观测,将成为我国民用遥感卫星体系和自主遥感数据源的有益补充,可更好地满足我国在生态环境监测治理、资源开发利用监管、城市精细化管理等重要领域对高分辨率卫星遥感数据的迫切需求,并对促进我国民用遥感卫星应用产业化和市场化发展、推动信息消费市场发展、推进产业结构升级意义重大。

3.室内外无缝定位服务将成就北斗卫星的差异化竞争优势

截至2013年12月底,北斗卫星系统已经覆盖亚太区域,初步具备区域连续无源定位、导航、授时等服务能力。但与市场、技术已经成熟的美国GPS、欧洲GALILEO、俄罗斯GLONASS卫星导航系统相比,中国的北斗卫星导航系统并不占有任何优势。

在导航定位精度方面,北斗导航系统与GPS等卫星导航系统相当,但国外全球卫星导航定位系统建设较早,市场份额已被瓜分完毕。对于后起的北斗导航卫星来讲,要想在导航定位市场上占有一席之地,存在相当大的难度。据财新网公布的数据,2011年中国北斗导航卫星系统的市场占有率仅为1%左右

另外,美国多年来一直处于太空战略的引领地位,为了维持其领导地位,势必会利用一切机会压制来自其他国家的竞争。美国GPS针对北斗的下一代计划已经启动,预计于2025年完成GPS-III;俄罗斯GLONASS系统预计于2020年完成复兴计划,欧洲GALILEO预计于2018年完成验证系统。可见来自各国的卫星导航定位服务竞争异常激烈。

但是对于具体的卫星导航定位服务来讲,全球尚没有室内定位的成功先例,而且我国通过羲和计划,已经积累了相当的技术优势,与北斗室内定位无缝融合,将会成为推动北斗大范围应用的强有力的优势。另外,北斗卫星导航系统可通过地面增强系统,将定位精度提高到实时的亚米级和事后的厘米和亚米级。

2012年9月,科技部批准实施推动我国自主研发的广域室内外高精度定位导航系统——羲和系统。羲和系统作为中国导航与位置服务的国家基础设施重要组成部分,基于协同实时精密定位技术(CRP),瞄准解决卫星导航信号到达个人移动终端“最后一公里”的问题,是卫星导航系统服务能力的进一步提升和延拓。

2013年3月,武汉大学等研究机构先后突破一系列核心关键技术,建立了融合区域增强的全球高精度定位应用服务系统。该系统在北京、武汉、青岛、杭州、厦门、昆明、广州、沈阳、西安、库尔勒10个地区进行了应用示范,测试结果显示可达实时定位精度小于1 m、导航卫星实时定轨精度0.1 m、实时钟差0.2 ns的实时动态精密定位能力。

2013年5月,北京邮电大学等多家机构在室内外定位高精度时间同步、室内复杂环境下多径抗干扰、室内外定位无缝切换、导航通信一体化等关键技术方面取得重大突破,设计了天地一体化的TC-OFDM定位与通信融合的信号体制,并在天津开展了60平方千米的应用示范项目建设,可实现基于移动基站的水平3 m、垂直1 m的室内外无缝高精度定位。2013年12月,基于TC-OFDM的高精度室内外无缝定位技术成为羲和系统的重要组成部分。

羲和系统建成后,可具备室外亚米级、城市室内优于3 m的无缝定位导航能力和业务可控的亿级用户在线位置服务能力。利用移动高速数据通信网辅助北斗定位系统,构建成A-北斗广域室内外定位系统,解决了城市高楼遮挡下卫星定位困难的问题,可以满足居民生活中对于室内定位日益增长的需求,提高了北斗系统的定位速度、定位精度与定位能力,使北斗系统在与国外三大卫星导航系统的竞争中获得核心竞争优势。

4.空间信息服务产业加速了与移动互联网融合步伐

2013年,移动互联网市场呈现出爆发式增长的趋势,网络地图服务成为各大互联网公司争相抢占的市场领域。从具体业务讲,网络地图服务是整个O2O产业链的重要入口,酒店、航空、旅游度假、买房、租车等服务皆可与地图相结合。目前在国际市场中,谷歌拥有谷歌地图,苹果也已研发出自主的地图产品。而中国互联网三大巨头中,百度最先锁定在线地图行业,目前已拥有累计用户超过2.46亿,市场份额超过50%;腾讯也抢先推出街景地图服务;只有阿里巴巴缺乏优质的地图资源,因此对于阿里巴巴来说,收购高德地图将是其开拓O2O业务领域的重要布局。

2013年5月10日,阿里巴巴以2.94亿美元购买高德软件28%的股份,成为第一大股东。2014年2月10日,阿里巴巴又宣布将对高德公司股票进行现金收购,交易金额约11亿美元。交易完成后,高德将成为阿里巴巴100%子公司。

根据易观智库发布的“2012年第4季度中国手机地图客户端市场季度监测报告”数据显示:2012年第4季度,高德地图以29.6%的优势占据中国手机地图市场份额第一名,遥遥领先于位居第二的百度地图20.3%的市场份额。阿里巴巴入主高德地图成功后,将成为拥有中国第一大地图服务用户群体的霸主

据高德公司CEO成从武表示,阿里与高德的战略合作充分说明在移动互联网时代,地图作为移动生活服务入口和平台的重要性 。有数据显示,移动互联网的生活服务类应用中,有67%的应用与导航地图有关 。因此各大互联网巨头纷纷布局网络地图服务领域成为趋势。

5.空间信息服务产业加速了与物联网和智慧城市融合步伐

2013年全国空间信息服务业和物联网产业发展迅猛,传感器网和物联网丰富了空间信息的获取渠道和应用深度。2013年国务院物联网工作电视电话会议上披露2013年全国物联网市场规模超过5 000亿元,物联网的快速发展给智慧城市奠定了坚实的技术基础。2013年1月住建部启动首批90个国家智慧城市试点工作之后,8月又公布了第二批103个智慧城市试点名单,这意味着中国智慧城市试点数量增至193个 ,95%以上的省会城市、副省级以上城市,76%的地级以上城市提出了建设智慧城市。

RFID、智能装备、智能传感器技术以及4G、Wi-Fi、蓝牙等无线通信技术,融合北斗卫星技术、GIS技术,在车联网、智能家居、智慧城市等领域的研发与应用,实现了新的突破。2013年1月,思科与NXP联合对汽车无线通信设备制造商Cohda进行战略投资,以期推进汽车物联网,在物联网市场占得先机。2013年5月,IFTTT公司推出智能家居代表Philips Hue及穿戴设备代表Jawbone Up,让用户对电器做更多控制。物体与物体之间连接的M2M(Machine to Machine)让更多应用成为可能,其中很大一部分来自与家庭相关的设备,如三表(水、电、气)、家电、安防、停车场、电梯、电灯、供暖等。

物联网的下一个方向是将不同生活场景搜集到的用户信息,从个人位置到个人关系网成员,整合到一起。我们所有使用的东西在未来都能通过物联网对我们的行为进行感知及预测。2013年6月,苹果对外发布iBeacon技术,并将iBeacon开放给Estimote等第三方硬件开发公司以尽快普及此技术。iPhone和Android手机用户可以通过它准确定位自己当前的室内位置,精度可以达到厘米级别。只要点一下手机或智能手表等设备,就能按下一个隐形按钮 。这种技术还极有可能会被内置到信用卡中,或者嵌入到我们衣服,以及其他可穿戴设备中,如健身传感器、腕带。目前已经有一些公司通过追踪用户的日常生活轨迹从而得到他们在不同时间最容易出现在什么地方,对社交媒体、位置信息加以利用分析,跟广告商合作可以实现广告在特定的时间和地点的精准推送。

6.数字水利技术助推山洪灾害预警和河道排沙

(1)全国山洪灾害防治体系进一步完善

根据党中央、国务院的战略部署和2011年中央1号文件等相关文件的要求,依据《全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合治理总体规划》(以下简称《总体规划》)的内容和任务,在前期已经实施的山洪灾害防治县级非工程措施项目建设基础上,水利部、财政部于2013年批复了《全国山洪灾害防治项目实施方案(2013—2015年)》。2013—2015年全国山洪灾害防治项目建设任务包括非工程措施(山洪灾害调查评价、非工程措施完善、重点地区洪水风险图编制)和工程措施(重点山洪沟治理)两大方面内容。全国山洪灾害防治区非工程措施体系将进一步完善,重点地区洪水风险特征基本掌握,重点地区洪水风险信息管理系统初步建立,重点区域非工程措施与工程措施相结合的山洪灾害防治体系基本建成,防灾减灾能力将显著增强,可基本实现最大限度地减少人员伤亡和财产损失,为山丘区构建和谐社会、促进社会经济环境协调发展提供安全保障。

2013年,全国山洪灾害防治基础数据准备和通用工具软件项目已全面启动,已完成第一批调查评价实施县数据生产任务,包括小流域划分与基础属性提取成果、数字正射影像数据、土地利用和植被类型数据、土壤质地类型数据、县级工作底图成果等,现场数据采集终端软件也已开发完成并陆续发放到地方使用。

中央层级任务中将在中国水利水电科学研究院建设全国山洪灾害防治管理平台,包括:

① 建立国家级山洪灾害调查评价数据审核汇集系统。按照工作程序和数据流程,组织专业人员对全国29个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团的山洪灾害调查评价数据进行审核汇集,管理全国的山洪灾害调查评价数据库并提供数据共享服务。

② 建立国家级山洪灾害监测预警信息管理及共享系统,管理全国山洪灾害监测预警信息,对山洪灾害防治信息进行实时监视管理和服务。

③ 在山洪灾害调查评价成果与各地监测预警信息的基础上,开发全国山洪灾害模拟分析及风险评估系统,进行山洪灾害信息的模拟、分析,提供山洪灾害预警信息宏观服务。

在空间数据的支持下,通过在汇流方面采用地貌单位线等方法并结合洪水风险评价,使无水文资料或少水文资料的山区性河流的洪水预报预警的难题有了可行的解决途径,已成为数字水利发展中的一个新的亮点。

(2)“数字黄河”开始从平面时代进入“三维立体空间时代”

“数字黄河”是在“数字水利”的数据资源条件下,以黄河流域为对象应用遥感(RS)、全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、现代通信等高科技手段,对黄河流域的资源、环境、社会、经济等各个复杂系统的数字化和虚拟仿真的信息集成应用系统,并为解决黄河防汛减灾、水资源管理与调度、水资源保护、水土保持等问题提供可视化支持。

“数字黄河”系统工程2003年1月正式启动,十年来在防汛减灾、水资源统一管理与水量调度、水质监控、水土流失治理与监测等方面发挥了重要的作用。随着网络技术、传感器技术和图像获取技术的进步,“数字黄河”于2013年开始从平面时代进入三维立体空间时代。

2013年7月24日,在河南省勘察设计协会主办的“创新驱动 升级河南”行业论坛上,公布了“数字黄河”的最新进展,10周岁的“数字黄河”刚刚从平面时代进入“三维立体空间时代”。这意味着在掌握了以三维仿真系统为依托的黄河整体情况之后,就能实现在种植放浪林时进行更加详尽的规划,从而达到用数字化手段统一处理黄河问题,同时又最大限度地利用信息资源的目标。

7.“浴生计划”促进灾区空间信息学科建设与人才培养

2008年四川汶川“5·12”特大地震后,按照中央和国务院的部署,北京市对口支援什邡市灾后重建,从项目援建、智力支持、产业合作三个方面进行全力援建。根据北京市对口支援什邡市灾后重建总体规划,北京大学数字中国研究院、北京工业大学软件学院、清华大学土木水利学院、北京师范大学民政部教育部减灾与应急管理研究院、北京邮电大学电子信息工程学院等北京市高校相关学院共同发起组建北京市智力援建高校学院联合体(Beijing United College-of-University Alliance for Intellectual Assistance to Post-Earthquake Reconstruction in Shifang,BUCA),与四川省什邡市人民政府签署《北京市高校学院联合体智力援助什邡市灾后重建合作协议书》,共同组织实施“什邡市灾后重建空间信息服务系统与人才工程建设”计划(简称“浴生计划”Renaissance Programme)。按照“浴生计划”一期(2009—2011年)实施方案,BUCA与什邡市政府成功引进投资,于2010年8月在什邡市组建成立了高科技企业——四川京元信息科技有限公司,作为BUCA秘书处实体化依托单位,具体负责“浴生计划”的组织实施,并筹建京元科技园(高新科技产业孵化器、产学研协同创新区)和京元空间信息学院园(Geoyard Institute of geo-Science and Technology,GIST)。作为“浴生计划”三大专题(人才工程、产业孵化、数字城市)的核心任务之一和人才工程专题项目成果的集成体现,创新型高等教育机构的建设在构建灾区长远发展能力和提升区域高新技术产业(群)孵化效力中具有举足轻重的战略性引擎作用。

(1)学科建设

GIST成立以来,将学科建设列为重点,以BUCA对口援建为依托,为进一步发挥BUCA成员高校教育资源优势,扩大GIST的独特社会效益和影响力,更有效地实现“浴生计划”教育培训预定目标,多方探索京元学院办学方式,先后与西南科技大学、四川航天职业技术学院、成都理工大学、四川工业管理职业学院、中国科学院成都分院、四川省委党校、四川商贸学院、四川省自然资源研究院、加拿大杜威学院、美国俄克拉何马大学等高等院校和科研院所,德阳市科协、组织部、科技局等部门及德阳市所属旌阳区、什邡市、广汉市、罗江县等进行广泛交流,研究合作共建有关专业和学科。与方正国际、东方道迩、九州星熠、四川文星投资、成都威尔顿投资管理、四川星空农业、成都中北斗等相关企业,就信息领域在灾害与应急管理应用的重要作用和广阔前景进行了深度探讨和交流。

特别是2013年9月22日,BUCA常务理事、北京大学数字中国研究院副院长、GIST理事长陈秀万教授,带领德阳京元空间信息专修学院执行院长周忠基,BUCA秘书长周子富、副秘书长付强等一行,专程到成都信息工程学院,与何建新副校长,管理学院黄萍院长、陈刚毅教授和郭曦榕博士,就援建机构科研教育基地的共建共享、“数字减灾与应急管理”学科体系研究、科研项目合作和专业申报共建等多方合作事宜达成共识:一是成都信息工程学院管理学院应邀参加BUCA理事会,同BUCA在京五所高校学院联合组织实施与德阳空间信息专修学院的对口援建合作,针对灾区重建人才的迫切需求,共同致力于“数字减灾与应急管理”学科专业建设;二是BUCA北京大学数字中国研究院、成都信息工程学院管理学院互设科教合作基地,互派教师访学、进修、联合实施相关科研项目等,并支持BUCA-成都信息工程学院管理学院与德阳京元空间信息专修学院互设智力援建基地办公室,参照京元学院北京基地的培训模式组织开办多形式教育培训活动;三是由BUCA牵头组建面向全国的“数字减灾与应急管理”学科联合研究小组,近期内组织相关人员召开专题讨论会,落实组建联合小组相关事宜,确定小组组织结构、明确小组研究计划、研究内容和研究目标,并以此为契机,积极申报国家或省部级科研创新平台项目。同时积极探索成都信息工程学院与BUCA各成员单位开展“数字减灾与应急管理”学科的博士、硕士、本科等人才联合培养模式;依托成都信息工程学院“农业推广”工程硕士点的“防灾减灾与应急管理”、“乡村旅游与人力资源开发”、“公共气象服务管理”等方向与德阳京元空间信息专修学院开展工程硕士培养,并探索人才智力援建合作创新机制,拓宽合作渠道,积极申报相关新专业。

(2)人才培养

短期培训:在GIST成立前后,2012年先后在什邡举办了红鹏空间信息培训班、在德阳举办北斗卫星导航应用创新与科技教育高级研修班、在四川省委党校举办“浴生计划”人才工程——“GNSS北斗系统及其在灾害与应急管理中的应用”高级研修班。2013年在德阳和北京举办党政干部培训、政法干部培训、交通干部培训、教育系统培训、健康教育培训等七个培训班,共培训党政干部500余人。

讲坛讲座:针对青年的励志教育,邀请到北京大学千人学者、北京大学科技开发部部长兼产业技术研究院院长陈东敏博士在什邡举办青年人才发展论坛,与会者近800人;承办什邡讲坛,邀请到四川大学兼职教授、原省政协副主席解洪做了“实现伟大中国梦,建设美好繁荣和谐四川——加快什邡市经济发展的思考”专题讲座;承办德阳讲坛,邀请到童庆禧院士做了“遥感技术与经济社会发展”演讲,听众达到400余人;针对舆情应对危机处理,应什邡市委宣传部请求,邀请到中国公共关系协会副会长、全国领导干部媒介素养培训基地主任、中国传媒大学媒介与公共事务研究院院长、国务院应急管理专家小组媒体事务专家童关鹏教授,在什邡举办什邡讲坛,做了题为“如何面对媒体与公众——全媒体时代的突发事件处置与舆论引导”演讲,参会者达到500余人;2013年德阳市校长高峰论坛,邀请到清华大学医学院主任医生、教授、博士生导师刘破资做了题为“心理健康与压力管理”的演讲,清华大学公共管理学院教授、凤凰卫视“新闻今日谈”、中央电视台财经频道“对手”与“热线12”嘉宾、博士生导师丁兆林做了题为“危机管理与媒体策略”的演讲。

合作培训:在成都龙泉驿十一中学举办了科技创新教师培训会,京元学院领导陪同加拿大杜威学院院长张晓静博士和学院教育总监Craig Shelswell先生一行访问了龙泉驿十一中学。

参考文献

[1] 搜狐新闻网,北斗导航市场占有率仅1% 2015年产值力争2000亿,http://business.sohu.com/20110321/n279928530.shtml,[2014-03-10].

[2] 阿里研究院网,阿里巴巴2.94亿美元投资高德:成第一大股东,http://www.aliresearch.com/?m-cms-q-view-id-74978.html,[2013-11-10].

[3] 阿里研究院网,阿里巴巴2.94亿美元投资高德:成第一大股东,http://www.aliresearch.com/?m-cms-q-view-id-74978.html,[2013-11-10].

[4] 阿里研究院网,阿里巴巴拟定全面收购高德地图,http://www.aliresearch.com/?m-cms-qview-id-76005.html,[2014-02-20].

[5] 上海市水务局网站,上海:防汛数字化排水信息系统升级新增9条河道水位可视频监测,http://www.shanghaiwater.gov.cn/kjzc!view.action?fan.fileId=214826& sdh.code=002003,[2014-02-10].

(撰稿单位:政策与战略研究中心、空间数据研究中心、
京元学院、智慧城市研究中心华南分院) Kw5qUr94N6WYcfcMeMqkD7emHghfL8VKq3DpCfDb9K01nN/uG7uf8Kb5cbJrBHuN

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