高分衛(wèi)星在城市復(fù)工復(fù)產(chǎn)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

摘? 要：高分衛(wèi)星已取代傳統(tǒng)衛(wèi)星成為我國(guó)對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)中的有效途徑，高分衛(wèi)星具有全色、多光譜和紅外光譜成像能力，同時(shí)具有較高的空間分辨率和高時(shí)間分辨率的光學(xué)遙感或雷達(dá)遙感。文章概述了高分衛(wèi)星在復(fù)工復(fù)產(chǎn)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究，利用高分衛(wèi)星采集的夜間亮燈影像數(shù)據(jù)，分析出京津冀地區(qū)的復(fù)工情況，對(duì)地方統(tǒng)籌推進(jìn)經(jīng)濟(jì)恢復(fù)發(fā)揮了積極作用。同時(shí)對(duì)高分衛(wèi)星在復(fù)產(chǎn)監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：高分衛(wèi)星;光譜分析;復(fù)工復(fù)產(chǎn);研究分析

中圖分類號(hào)：P237 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）06-0019-03

Abstract：High resolution satellite has become an effective way to replace the traditional satellite in the earth observation system of our country. High resolution satellite has the ability of panchromatic，multispectral and infrared spectral imaging，high spatial resolution and high time resolution optical remote sensing or radar remote sensing. This paper summarizes the application and research of high resolution satellite in the resumption of production monitoring，analyzes the resumption of production in Beijing，Tianjin and Hebei by using the image data collected by high resolution satellite at night，and looks forward to the application of high resolution satellite in the resumption of production monitoring.

Keywords：high resolution satellite;spectral analysis;resume production;research analysis

0? 引? 言

高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)（簡(jiǎn)稱高分專項(xiàng)）是我國(guó)中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一。從高分一號(hào)衛(wèi)星到高分七號(hào)衛(wèi)星，高分衛(wèi)星的數(shù)量在不斷增加，高分衛(wèi)星組成的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的本領(lǐng)也越來越強(qiáng)。目前，我國(guó)已成功發(fā)射寬幅的高分一號(hào)高分衛(wèi)星、亞米全色的高分二號(hào)衛(wèi)星、具備1米雷達(dá)的高分三號(hào)衛(wèi)星、具備同步凝視功能的高分四號(hào)衛(wèi)星、高光譜觀測(cè)的高分五號(hào)衛(wèi)星、實(shí)現(xiàn)陸地應(yīng)急監(jiān)測(cè)的高分六號(hào)衛(wèi)星、實(shí)現(xiàn)亞米立體測(cè)繪的高分七號(hào)衛(wèi)星。

空間分辨率是指兩個(gè)接近的光源點(diǎn)能被分辨出的最小距離，在星載相機(jī)或雷達(dá)型號(hào)相同的條件下，運(yùn)行軌道越高的遙感衛(wèi)星，其空間分辨率越低。對(duì)于光學(xué)成像衛(wèi)星，空間分辨率優(yōu)于1米就屬于高分辨率衛(wèi)星;對(duì)于雷達(dá)成像衛(wèi)星，空間分辨率優(yōu)于3米就屬于高分辨率衛(wèi)星。隨著高分工程的快速發(fā)展，我國(guó)已建成高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)間分辨率的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。高分衛(wèi)星組成的高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，顯著加快了我國(guó)空間信息與應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)并保障了國(guó)家安全[1]。本文以京津冀地區(qū)為例，利用高分衛(wèi)星，對(duì)其復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。

1? 智慧城市高分衛(wèi)星綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)建設(shè)

高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)自2010年正式啟動(dòng)實(shí)施至今，已經(jīng)建設(shè)成為具備條塊統(tǒng)籌、布局合理的遙感應(yīng)用組織和產(chǎn)業(yè)發(fā)展體系[2]。區(qū)域遙感監(jiān)測(cè)信息化系統(tǒng)的建設(shè)，在京津冀一體化協(xié)同發(fā)展方面尤為重要。利用高分影像數(shù)據(jù)，對(duì)京津冀區(qū)域城鄉(xiāng)一體化展開動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可以有效提取生產(chǎn)環(huán)境要素并對(duì)工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行評(píng)估[3]。廈門精圖信息技術(shù)有限公司作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的空間信息綜合服務(wù)企業(yè)，以衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星導(dǎo)航、衛(wèi)星通信為技術(shù)紐帶，構(gòu)建“天地一體化”技術(shù)體系，面向智慧城市規(guī)劃和城市精細(xì)化管理，設(shè)計(jì)研發(fā)了智慧城市高分衛(wèi)星綜合應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，提供專業(yè)、全面、可持續(xù)的高分遙感信息服務(wù)。平臺(tái)通過建立衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)處理加工生產(chǎn)線，具有自動(dòng)處理海量的衛(wèi)星、航空遙感影像數(shù)據(jù)的強(qiáng)大功能，為決策者提供決策所需要的重要數(shù)據(jù)和信息。

2? 京津冀宏觀經(jīng)濟(jì)概況

京津冀位于東北亞中國(guó)地區(qū)環(huán)渤海心臟地帶，屬于首都經(jīng)濟(jì)圈，包括了北京、天津、河北省的衡水、邢臺(tái)、滄州、承德、張家口、秦皇島、邯鄲、石家莊、廊坊、唐山、保定11個(gè)地級(jí)市以及辛集和定州兩個(gè)省直管市，其中北京、天津、廊坊和保定屬于核心功能區(qū)。

京津冀是中國(guó)北方經(jīng)濟(jì)規(guī)模最大、最具活力的地區(qū)，越來越引起中國(guó)乃至整個(gè)世界的矚目。2019年京津冀地區(qū)生產(chǎn)總值合計(jì)84 580.1億元，占到全國(guó)生產(chǎn)總值的8.5%左右，京津冀人口也占到全國(guó)的8.0%左右，其產(chǎn)業(yè)分布如表1所示。

聯(lián)合國(guó)通常將產(chǎn)業(yè)分為三大類，第一產(chǎn)業(yè)是指農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和漁業(yè)等;第二產(chǎn)業(yè)是指制造業(yè)、采掘業(yè)、建筑業(yè)、公共工程、水電油氣和醫(yī)藥制造業(yè);第三產(chǎn)業(yè)是指金融、商業(yè)、交通運(yùn)輸、教育、通訊、服務(wù)業(yè)及其他非物質(zhì)生產(chǎn)部門。

從表1中可知京津冀的第三產(chǎn)業(yè)比重均較高，河北省的第二產(chǎn)業(yè)占比明顯高于北京和天津，說明北京和天津的外來勞動(dòng)人口輸入比例較高于河北省，因?yàn)楹颖笔∵€包括了廣大的農(nóng)村地區(qū)，所以河北省的第一產(chǎn)業(yè)體量占比遠(yuǎn)超北京和天津。其中北京的第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)總值和天津相差不大，但是北京的第三產(chǎn)業(yè)總值超過了天津的三倍，說明北京的勞動(dòng)人口流動(dòng)量會(huì)更大。

3? 燈光影像分析

自人類生活中出現(xiàn)了照明技術(shù)后，人們逐步擺脫了夜間的黑暗生活。隨著生產(chǎn)需求不斷提高和科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，夜間也成為人類的正?；顒?dòng)時(shí)間，人們的夜間活動(dòng)強(qiáng)度也在逐漸增強(qiáng)。夜間燈光遙感影像分析技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，為監(jiān)測(cè)人類的經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)強(qiáng)度提供了一種新型有效的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段。將夜間燈光遙感影像進(jìn)行俯視平鋪顯示，能夠快速地獲得夜間燈光分布與人類活動(dòng)軌跡完全成正比例關(guān)系的規(guī)律。利用夜間燈光亮度統(tǒng)計(jì)信息能夠反映出每個(gè)城市中心的社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況，共包含最小亮度值、最大亮度值、總亮度值、平均亮度值和亮度標(biāo)準(zhǔn)差這五個(gè)指標(biāo)。

春節(jié)是中國(guó)的農(nóng)歷新年，是中華民族最隆重的傳統(tǒng)節(jié)日。距離春季前一個(gè)月，很多工廠開始削減訂單，春節(jié)返鄉(xiāng)高峰的序幕逐漸拉開。目前我國(guó)的農(nóng)民工數(shù)量超過2億，主要分布在京津冀地區(qū)、長(zhǎng)江三角洲地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)，其中在京津冀地區(qū)工作的農(nóng)民工超過總量的20%。春節(jié)前兩周，很大部分的農(nóng)民工已經(jīng)離開工作地區(qū)回到家鄉(xiāng)。

因?yàn)榇汗?jié)期間為我國(guó)傳統(tǒng)上的宏觀數(shù)據(jù)真空期，獲得的衛(wèi)星高頻數(shù)據(jù)有限，因此可以采用衛(wèi)星燈光數(shù)據(jù)對(duì)復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況進(jìn)行對(duì)比分析。利用高分衛(wèi)星分別采集春節(jié)前兩周和春節(jié)后兩周的京津冀地區(qū)的夜間燈光影像，如圖1和圖2所示。

一般春節(jié)后的第一周開始，返鄉(xiāng)人群開始陸續(xù)從家鄉(xiāng)返回工作的地方，其中小部分人群會(huì)變更工作地點(diǎn)去尋找新的就業(yè)崗位。一般春節(jié)后的第二周，大部分返城人員已經(jīng)開始了新一年的工作。

2019年底突如其來的新冠肺炎將以往的回鄉(xiāng)和返城時(shí)間節(jié)點(diǎn)徹底打亂，2019年12月31日，武漢衛(wèi)健委首次披露了多例新冠肺炎的肺炎病例情況，2020年2月初開始進(jìn)入全國(guó)全面抗疫階段，國(guó)家出臺(tái)復(fù)工復(fù)產(chǎn)政策，延長(zhǎng)春節(jié)假期，延后復(fù)工復(fù)產(chǎn)日期。春節(jié)后的第二周，通過高分遙感京津冀一體化的服務(wù)平臺(tái)對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，基于復(fù)工復(fù)產(chǎn)率與夜間燈光覆蓋率成正比的規(guī)律，獲得的復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況如表2所示。

從表2中可知河北省在春節(jié)前停工最早，夜間亮燈率的變化最小，人員流動(dòng)最低;北京和天津在春節(jié)前停工較晚，夜間的亮燈率變化較大，春節(jié)后兩周還有很大一部分外來勞動(dòng)人口未返回，說明企業(yè)的復(fù)工復(fù)產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻。此次新冠肺炎疫情傳播范圍廣，而世界主要經(jīng)濟(jì)體的重要經(jīng)濟(jì)支撐地區(qū)均是人員聚集區(qū)域，處于疫情暴發(fā)的重災(zāi)區(qū)。歷史上的多次疫情均對(duì)短期的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了較大影響，此次新冠肺炎的嚴(yán)重程度超過2002年的非典，但長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r主要還是依靠自身趨勢(shì)決定。

隨著國(guó)內(nèi)的疫情得到了有效的控制，各地隨之出臺(tái)了鼓勵(lì)盡快復(fù)工復(fù)產(chǎn)的相關(guān)政策。在全球疫情尚未解除的情況下，企業(yè)遵守國(guó)家規(guī)定的復(fù)工復(fù)產(chǎn)政策，在做好防疫措施的基礎(chǔ)上，相信復(fù)工復(fù)產(chǎn)速度會(huì)大幅加快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r很快會(huì)恢復(fù)穩(wěn)定。

4? 結(jié)? 論

除了對(duì)春節(jié)前兩周和春節(jié)后兩周的夜間亮燈率進(jìn)行了比價(jià)，本文還對(duì)往年同時(shí)期的復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況進(jìn)行了比較分析。由于防疫政策的施行，同時(shí)期節(jié)后的復(fù)工復(fù)產(chǎn)率較往年大幅降低。春節(jié)后兩周的河北省的亮燈率變化量最低，除了河北省的第三產(chǎn)業(yè)占比在京津冀中較低、外來勞動(dòng)輸入比例低的原因外，還有北京和天津的很大一部分輸入勞動(dòng)力來源于河北，使得河北的亮燈率變化顯著低于北京和天津。春節(jié)后兩周已有部分居住區(qū)的亮燈率顯著上升，但是復(fù)工返程并不意味著正式復(fù)產(chǎn)，而只是復(fù)產(chǎn)順利銜接的必要條件。針對(duì)當(dāng)下新冠肺炎疫情尚未結(jié)束的情形，利用高分衛(wèi)星對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析，可以輔助政府制定合理的應(yīng)對(duì)策略。

企業(yè)的正式復(fù)產(chǎn)會(huì)不斷釋放熱輻射，可以利用高分衛(wèi)星的熱紅外遙感影像，分析企業(yè)的熱輻射活躍程度，獲知更為準(zhǔn)確的企業(yè)復(fù)產(chǎn)數(shù)據(jù)。未來高分衛(wèi)星在復(fù)工復(fù)產(chǎn)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。本文通過夜間亮燈率對(duì)京津冀的復(fù)工復(fù)產(chǎn)情況進(jìn)行了分析，同時(shí)發(fā)現(xiàn)通過城市夜間亮燈率，能夠識(shí)別出城市區(qū)域所處的位置，延伸出對(duì)城市邊界的提取，使得通過高分衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)對(duì)城市邊界提取和城市擴(kuò)張的量化分析成為了新的有效手段。

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作者簡(jiǎn)介：田瑜基（1986.09-），女，漢族，福建廈門人，售前支持中心總經(jīng)理，中級(jí)測(cè)繪工程師，碩士，研究方向：GIS、信息化技術(shù)研究。