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摘要：从通信、导航、遥感三方面技术手段融合的角度，分析通导遥一体化信息技术组成，设计通导遥一体化技术在自然资源管理中的应用技术框架，对自然资源管理新技术手段革新具有一定的理论价值和指导意义。
关键词：通导遥一体化；自然资源管理；北斗网格码
为了落实党中央国务院对自然资源工作的要求，更好地履行自然资源部“两统一”职责，实现山水林田湖草整体保护、系统修复、综合治理等职责，卫星遥感技术已成为自然资源部履职尽责不可或缺、难以替代的重要资源及应用手段。2019年11月，我国成功发射高分七号卫星，自然资源部负责业务运行的陆地卫星已达10颗，针对山水林田湖草等自然资源观测要素的不同特点，整装建设了可见光、高光谱、激光、热红外、雷达等多种观测手段并存的高、中分辨率卫星观测平台，逐步形成全覆盖、全天候、全要素、全方位的遥感信息获取能力。目前，针对卫星遥感影像在自然资源业务中的主要应用研究是以基于高分辨率卫星遥感影像的地物信息提取和目标检测为主，早期包括根据分析纹理特征、光谱特征、几何特征等信息进行地物类型的自动、半自动提取方法[1]由于其时效性和准确性不高，其应用受到很大限制，随着自然资源遥感数据呈现海量级增长趋势，对自然资源管理响应的时效性和精准性都提出了更高的要求，亟需新技术手段支撑自然资源管理的快速响应。本文针对卫星遥感应用中面临的即时通信、数据安全等问题，结合当前5G、区块链等技术热点，提出以“通导遥一体化”技术构建自然资源卫星影像“及时获取”+“及时处理”+“及时分发”+“及时服务”自然资源业务应用模型，有效利用连续稳定、自主可控的卫星遥感数据源，实现自然资源主体业务全天时、全天候、全要素卫星遥感云上智能监管，提升省级区域自然资源卫星应用和服务水平，面向全省各级自然资源部门以及各行业部门提供卫星自然资源服务。
1通导遥一体化技术
“通导遥一体化”技术主要打通卫星、导航、地球空间要素之间的信息桥梁，利用天地互联、统一基准实现时空融合，利用数据挖掘、智能处理、协同传输实现按需服务，基于北斗网格码技术、5G+区块链技术、遥感信息智能处理技术融合而成（见图1），实现在任何地方、任何时候的信息获取、高精度定位授时、多媒体通信服务以及通信、导航、遥感卫星系统与地面系统之间的智能化集成应用[2]。
1.1北斗网格码技术建立统一基准
北斗网格码是以GeoSOT[3]为基础发展的适用于北斗系统终端输出的一种编码格式，与北斗系统的精度相适应，与北斗终端芯片的能力相匹配，作为以北斗系统为核心的PNT（定位、导航、授时）体系的一种基本输出，为地球空间万事万物的离散化位置赋值，其核心是将地球完整剖分成32级、无缝嵌套、最小尺度为1.5cm2的网格群，同时为每个网格赋予一个全球唯一的整型数编码[4]。通过北斗终端和其他PNT传感器，可以对全球任何区域范围内的各种类型、各种大小的实体对象，以及与之关联的各种事件的北斗网格码进行统一赋值，将实体对象以及与该对象相关的事件，同其所在的空间位置自动关联，以此建立了地球空间统一的标识基准，便于空间高效查询与空间统一管理。
1.25G技术实现协同传输
19世纪80年代以来，全球移动通信技术经历了移动语音时代（1G）、文本时代（2G）、数据时代（3G）、融合应用时代（4G）的变革，极大地改变着社会经济发展趋势、行业生态格局和居民生活方式[5]。5G技术，也就是第五代移动通信技术（5thgenerationmobilenetworks）是最新一代蜂窝移动通信技术，具备高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接的性能。目前，“5G+远程医疗”、“5G+虚拟现实”、“5G+工业互联网”、“5G+无人机”等成功应用案例已逐渐进入大众的视野。5G技术与其他新型基建层技术（如云计算、物联网、大数据等）和新型通用技术（如区块链、边缘计算、视觉技术、数据挖掘技术等）结合应用，充分发挥其高传输速率，高带宽、大容量的协同传输特性，并在不同的领域中发展升级，取得卓越成效[6-7]。
1.3遥感智能处理技术提供按需服务
现代遥感信息提取技术经历了从20世纪60年代获取地物电磁波辐射信息构建数理模型来描述地物特征，到20世纪90年代的定量遥感时代对遥感信息物理量化，大大提高了人类利用遥感技术认知地物本质特征的能力[8]。随着空天地一体化空间信息网络的建立，单一数据源的图像对地物描述程度往往不够完备，需要针对不同类型的遥感数据的特性，进行异源数据的融合，实现数据源之间的信息互补。针对可见光、高光谱、Lidar、SAR等不同类型数据的融合需求，进行以深度学习为代表的数据驱动下的信息分析模型定制，用于遥感信息智能处理，满足多角度、多谱段、多维度、多时相的遥感观测数据对信息分析处理能力和效率的高要求。
2通导遥技术在自然资源管理中的应用技术框架
通过在自然资源管理中数据的获取、处理、分析、分发业务流程中接入5G网络，引入北斗网格编码索引体系，建立自然资源的统一数据编码标准，将自然资源管理中的确权登记、自然资源资产审计等设计数据安全、共享、账本等方面的业务数据进行自然资源资产信息上链和加密存储，结合大数据融合、面向对象、深度学习等技术对异源卫星自然资源数据进行深度融合和智能处理，构建在线获取卫星自然资源数据、在线信息智能提取、在线分析决策、联网核查取证、在线成果分发等自然资源云上智能一体化应用体系。
2.1构建多源遥感数据传输处理体系
充分利用5G网络等基础设施的技术优势，建立多源、多时空分辨率卫星自然资源数据的实时传输及处理机制，解决数据获取、处理、分析、分发业务流程传输中面临的速率低、带宽窄、高延时等问题，实现多源卫星自然资源数据的瞬时采集、即时处理及应用。
2.2北斗网格码区域化应用
基于北斗网格码技术的统一空间区位编码模型，建立自然资源统一编码规范，对各类自然资源遥感数据按其空间位置、时间或关联的空间范围，进行逻辑剖分预处理以及统一网格化编码，存入剖分网格关联索引数据库；利用空间大数据搜索引擎，优化区位编码匹配运算算法，对网格数据索引数据库中的索引数据进行动态的维护，实现对卫星自然资源数据的快速高效检索和关联调度。
2.3自然资源管理数据链路
针对自然资源管理中的确权登记、自然资源审计等业务中面临的数据安全风险、共享效率不高、监管难度大的业务难题，基于5G+区块链技术，通过单独部署区块链节点服务器，实现业务数据入链及共享查询，建立自然资源资产信息上链、加密保存、权责管理的数据管理机制[9]，从而提升自然资源管理数据安全性和汇交效率。
2.4自然资源云上智能一体化体系
针对自然资源管理业务不同的应用需求，利用联合区域网平差技术提升异源数据的联合定位精度提高异源数据融合分类能力，建立基于面向对象+深度学习算法对可见光、高光谱、LIDAR、SAR等多种卫星自然资源数据智能化信息处理模型，提取卫星遥感多元分类信息，提高卫星自然资源数据利用效率。结合通导遥多方技术优势，在开展产品体系和技术方法研究的基础上，开发能够在线获取卫星自然资源数据、在线信息智能提取、在线分析决策、联网核查取证、在线成果分发等一体化云服务的系统。
3结语
本文针对自然资源管理中对卫星遥感技术手段响应时效性和精准性提出的新要求，分析了通导遥一体化技术热点在自然资源管理中可以发挥的作用，提出通导遥一体化技术在自然资源管理中的应用技术框架，重点分析了构建多源遥感数据传输处理体系、北斗网格码区域化应用、自然资源资产链路管理等技术关键点，构建了面向省级区域自然资源卫星影像“及时获取”+“及时处理”+“及时分发”+“及时服务”自然资源管理业务云上智能一体化应用模型。基于本技术框架，进一步对各技术手段的实现方法进行研究，可充分高效利用多源多时相卫星遥感数据，为提升政府自然资源管理决策支持服务能力提供有效支撑。
参考文献
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[2]田晨冬,李克昭.卫星导航与5G的融合在位置服务中的应用[C].中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心.第十一届中国卫星导航年会论文集—S02导航与位置服务.中国卫星导航系统管理办公室学术交流中心:中科北斗汇(北京)科技有限公司,2020:58-62
[3]郭辉.地球空间立体剖分格网研究[D].北京:北京大学,2012
[4]刘顺海,刘润涛,刘旭杰,等.北斗时空网格编码在食药安全大数据的创新应用[J].信息技术与信息化,2017(6):59-63
[5]梁毅芳.“5G+金融”的应用前景及挑战[J].金融科技时代,2020,28(4):37-40
[6]张梦迪,高振记,宋越,等.区块链地学领域应用综述[C].中国地质学会.第四届全国青年地质大会摘要集.中国地质学会:中国地质学会地质学报编辑部,2019:326-327
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[8]张兵.遥感大数据时代与智能信息提取[J].武汉大学学报(信息科学版),2018,43(12):1861-1871
[9]周晓霞.自然资源管理与区块链迎来发展新契机[J].中国信息界,2018(5):78-79
作者:石婷婷 厉芳婷 张亮 单位:湖北省航测遥感院 地理国情监测国家测绘地理信息局重点实验室 湖北省测绘工程院
