文章轉(zhuǎn)載自微信公眾號自然資源部，來源《中國自然資源報》，作者：陸芬，文字編輯：呂苑鵑，新媒體編輯：薛亮，版權歸原作者及刊載媒體所有。

6月30日，中國科技館一層報告廳座無虛席。幾天前剛獲得2023年度國家最高科學技術獎的中國科學院、中國工程院院士李德仁，在這里作了一場關于智能遙感衛(wèi)星的學術報告。

測繪遙感，這是李德仁院士半個多世紀科研生涯里永不停歇的探索領域。

這位國際著名攝影測量與遙感學家，幾十年來一直致力于提升我國測繪遙感對地觀測水平。他攻克衛(wèi)星遙感全球高精度定位及測圖核心技術，解決了遙感衛(wèi)星影像高精度處理的系列難題，帶領團隊研發(fā)全自動高精度航空與地面測量系統(tǒng)，為我國高精度高分辨率對地觀測體系建設作出了杰出貢獻。

耄耋之年，李德仁沒有放緩探索的腳步，而是堅定地邁向了天地互聯(lián)的智能遙感衛(wèi)星與應用。

近年來，他帶領團隊推進通導遙一體化的“東方慧眼”智能遙感星座建設?！耙烟焐系拇髷?shù)據(jù)經(jīng)過人工智能處理，變成小數(shù)據(jù)送到用戶的手機上，實現(xiàn)全球范圍遙感數(shù)據(jù)從獲取到終端應用的分鐘級遙感信息快、準、靈服務?！崩畹氯市判臐M滿。

從有到好
我國遙感衛(wèi)星實現(xiàn)跨越式發(fā)展
“坐地日行八萬里，巡天遙看一千河。”借助遙感衛(wèi)星，地球上巍峨的高山、秀麗的江河和蔥郁的叢林一一展現(xiàn)在人們眼前。如今，遙感衛(wèi)星正在越來越多地在國防、資源調(diào)查、應急響應等領域扮演重要角色。

1957年，第一顆人造衛(wèi)星成功發(fā)射，標志著人類進入太空時代。1999年，美國發(fā)射IKONOS衛(wèi)星，開啟了商業(yè)高分辨率遙感時代。截至2021年年底，全球遙感衛(wèi)星在軌數(shù)量達到了1192顆，已初步形成了面向不同需求、不同任務的多層次空間對地觀測系統(tǒng)。全球遙感衛(wèi)星正在不斷向更高、更多、更小、更短、更穩(wěn)、更準方向發(fā)展。

我國遙感衛(wèi)星的關鍵零部件和關鍵技術一直受到國外封鎖，起步之初就已經(jīng)晚于西方數(shù)十年。自主自立自強，貫穿了我國遙感事業(yè)的整個發(fā)展歷程。

2003年，李德仁牽頭提出建議，2010年，經(jīng)國務院批準，高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項全面啟動實施。李德仁作為高分專項專家委員會副主任和專項副總師，領導參與了該專項的頂層設計，并帶領團隊開展了高精度數(shù)據(jù)處理技術攻關，經(jīng)過10年建設，實現(xiàn)了我國遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的自主可控。

2014年10月，李德仁等向國家提出建議，認為國家可考慮允許民營資本進入航天，允許民營資本發(fā)射衛(wèi)星。一個月后，國務院首個支持商業(yè)航天發(fā)展的政策《國務院關于創(chuàng)新重點領域投融資機制鼓勵社會投資的指導意見》出臺，明確鼓勵民間資本進入衛(wèi)星研制、發(fā)射、運營等整個產(chǎn)業(yè)鏈。不到10年，我國商業(yè)航天衛(wèi)星已達200多顆。

“現(xiàn)在我們的商業(yè)遙感衛(wèi)星高景二號、北京三號等分辨率達到0.3到0.5米，趕上了西方國家的水平?！被仡欉b感衛(wèi)星的發(fā)展歷程，李德仁說，“過去10年，我國遙感衛(wèi)星實現(xiàn)了從有到好的跨越式發(fā)展，逐步實現(xiàn)了業(yè)務化、商業(yè)化和向國際出口?！?

天地互聯(lián)
構建通導遙一體化天基信息實時服務系統(tǒng)
有了自主可控的衛(wèi)星遙感系統(tǒng)，高效率、低成本、穩(wěn)定化獲取并使用數(shù)據(jù)是促進遙感產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關鍵。

李德仁清醒地看到我國遙感衛(wèi)星存在的問題?！巴ㄐ?、導航、遙感衛(wèi)星系統(tǒng)各成體系，軍民系統(tǒng)孤立、信息分離、服務滯后?！彼赋?，我國現(xiàn)有的通信、導航、遙感衛(wèi)星系統(tǒng)各自發(fā)展，無法為空天信息服務提供一體化平臺，無法支持任務更新與擴展，也無法實現(xiàn)實時的服務模式。

“通信是信息的傳輸，導航是確定位置，遙感是發(fā)現(xiàn)變化。系統(tǒng)分開，問題就出來了?！崩畹氯逝e了一個例子：海軍在索馬里護航，衛(wèi)星拍到海盜的位置后，必須等到衛(wèi)星轉(zhuǎn)到中國上空，這個數(shù)據(jù)才能下載下來，再在地面進行處理解譯。這時時間已經(jīng)過去4到8個小時，目標早已不在那個位置了。

為解決這些問題，建設通信、導航、遙感集成的低成本星座系統(tǒng)成為國際上的潮流。由美國SpaceX公司推動的衛(wèi)星網(wǎng)絡星鏈計劃旨在建立一個龐大的衛(wèi)星星座，實現(xiàn)全球?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)覆蓋。

李德仁則獨辟蹊徑，帶領團隊探索通導遙一體化天基信息實時服務系統(tǒng)的理論和技術——通過天地通導遙一體化、在軌實時處理和人工智能等技術，實時將處理結果傳回到用戶終端，改變傳統(tǒng)的遙感衛(wèi)星事后服務模式，變成實時智能服務。

“把人工智能送上天，數(shù)據(jù)在天上處理，在天上定位置，然后統(tǒng)一運行傳到地面來。遙感衛(wèi)星收到的數(shù)據(jù)通過通用衛(wèi)星微處理中心運行再傳輸?shù)绞謾C，只需要1至5分鐘?！彼f。

李德仁表示，在萬物互聯(lián)時代，要抓緊建設基于天地互聯(lián)網(wǎng)的天基信息實時服務系統(tǒng)，推動遙感在各行業(yè)的應用?；谔炜盏赝▽нb一體化、在軌處理和人工智能，可構建天地互聯(lián)網(wǎng)對地觀測智能服務系統(tǒng)，對各行各業(yè)實現(xiàn)快、準、靈服務，造福人類社會。

“這是一項強軍、富國、利民的事業(yè)?！睂τ谕▽нb一體化天基信息實時服務系統(tǒng)的發(fā)展前景，李德仁看得很準。他介紹，天基信息實時服務系統(tǒng)，可以實現(xiàn)衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導航、衛(wèi)星通信與地面互聯(lián)網(wǎng)的集成服務，支持用戶任何地方、任何時候的信息獲取，高精度定位授時與多媒體通信服務，形成完整的衛(wèi)星制造、發(fā)射、應用產(chǎn)業(yè)鏈，開拓商業(yè)遙感的藍海。

對于商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展，李德仁提出了五項原則：定位為國家軍民遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的重要補充，以形成完整的軍民遙感信息快準靈信息服務系統(tǒng)；遵照商業(yè)化運營的法則，講質(zhì)量、講成本、講效益，講投入產(chǎn)出比，以保障可持續(xù)發(fā)展；堅持獨立自主創(chuàng)新原則堅持通導遙一體化，實現(xiàn)一星多用、多星組網(wǎng)、天地融合、智能服務；抓好專業(yè)用戶，并努力開拓大眾用戶；抓好商業(yè)遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，并努力開拓萬億級國內(nèi)和國際市場。

探索無止盡
從珞珈衛(wèi)星到“東方慧眼”星座
今年5月21日12時15分，由武漢大學團隊自主研制的珞珈三號科學試驗衛(wèi)星02星搭載快舟十一號運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空，并順利進入預定軌道。這是李德仁院士團隊天地互聯(lián)衛(wèi)星版圖上的又一顆新星。

為了驗證天基信息實時服務技術的有效性，近年來，李德仁帶領團隊研制了珞珈系列科學試驗衛(wèi)星，從珞珈一號夜光遙感衛(wèi)星、珞珈二號雷達衛(wèi)星到珞珈三號智能遙感衛(wèi)星，先后成功開展了輕小型化平臺技術、低軌導航增強技術、雷達新體制成像、在軌實時處理和智能服務等相關試驗，為通導遙一體化衛(wèi)星星座系統(tǒng)建設奠定了重要基礎。

每顆珞珈衛(wèi)星各有“絕活”。對于它們的本領，李德仁信手拈來，如數(shù)家珍。

2018年6月2日，珞珈一號科學實驗衛(wèi)星01星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射入軌，它是世界上第一顆兼具遙感和導航功能的“一星多用”低軌微納科學實驗衛(wèi)星。

李德仁展示了一張2018年珞珈一號通過夜光遙感相機拍到的武漢“夜景照”，道路和街區(qū)清晰可見。除了夜光遙感，該星還在國際上首次通過導航增強載荷，使用低軌衛(wèi)星給中高軌運行的北斗衛(wèi)星增強導航精度和收斂速度，為北斗衛(wèi)星走向全球發(fā)展提供了支撐。

2023年5月發(fā)射的珞珈二號是全球首顆 Ka頻段（更接近可見光的高頻段）高分辨率 SAR（合成孔徑雷達）科學實驗衛(wèi)星?！皩θ旌蜻\動目標檢測和跟蹤是它的一大創(chuàng)新?！崩畹氯式榻B。在洪水遙感觀測中，它不僅能監(jiān)測洪水淹沒范圍，還能實現(xiàn)洪水流場和堤防損毀潰口的監(jiān)測。

珞珈三號01星的特點是“多模、智能、互聯(lián)、開放”——首次搭載了具有面陣推掃、面陣推幀、視頻凝視等多種成像模式的輕小型遙感相機，可依據(jù)用戶不同需求提供單張圖像數(shù)據(jù)、凝視視頻數(shù)據(jù)、三維立體數(shù)據(jù)等多種類型的觀測數(shù)據(jù)。“它創(chuàng)新性地打通了衛(wèi)星與手機的雙向聯(lián)絡，在手機上安裝定制開發(fā)的智能 APP，就可以像玩微信一樣玩衛(wèi)星了。”李德仁介紹。

未來，珞珈系列衛(wèi)星還將計劃發(fā)射珞珈四號01星等衛(wèi)星，實現(xiàn)對地球表面的全區(qū)域、全天候、全天時的生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測。

“做了這些科學研究，證明了中國人有能力自力更生、獨立自主地發(fā)展安全可用的衛(wèi)星遙感。”李德仁說。

在歷經(jīng)珞珈系列衛(wèi)星技術攻關后，李德仁團隊有了更宏大的計劃——建設空天信息全球?qū)崟r智能監(jiān)測網(wǎng)“東方慧眼”衛(wèi)星星座。

2022年，武漢大學與山東省煙臺市政府簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，共建“東方慧眼”智能遙感衛(wèi)星星座計劃，共同推進衛(wèi)星遙感商業(yè)化。2023年4月，“東方慧眼”智能遙感星座一期工程正式啟動。2024年2月3日，由李德仁擔任首席科學家研制的“東方慧眼”高分01星成功發(fā)射，順利實現(xiàn)業(yè)務化運行。

李德仁計劃，到2030年，“東方慧眼”智能遙感星座發(fā)射252顆衛(wèi)星，包括100顆雷達衛(wèi)星、144顆高分辨率光學衛(wèi)星、4顆高光譜衛(wèi)星、4顆熱紅外衛(wèi)星。這些衛(wèi)星將形成一個“星網(wǎng)”，多角度對地遙感，實現(xiàn)“看得快、看得清、看得準、看得全、看得懂”的目標。

“珞珈系列衛(wèi)星成功發(fā)射實現(xiàn)了多模、智能、實時和開放，使得衛(wèi)星遙感從服務政府、服務行業(yè)拓展到服務大眾。我們期待它的后續(xù)衛(wèi)星‘東方慧眼’星座形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，引領我國商業(yè)遙感衛(wèi)星全球創(chuàng)新發(fā)展，創(chuàng)造新質(zhì)生產(chǎn)力?！崩畹氯时硎尽?br />
談及獲得國家最高科學技術獎，李德仁說，這不僅僅是他個人和團隊的榮譽，也是對全國測繪地理信息行業(yè)的表彰和鞭策，是對他所代表的科技工作者過去為國家所做工作的認可，榮譽必將激勵他們在未來為國家作出更大的貢獻。

浩瀚的星空之上，“東方慧眼”熠熠生輝，人類的探索將永無止境。