近日，Maxar Technologies已完成全球亞米級(jí)三維地形數(shù)據(jù)的商用布局，其Precision3D系列產(chǎn)品覆蓋全球、提供0.5米級(jí)表面精度和3~5米高程精度，為科研、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、旅游規(guī)劃等行業(yè)提供了近乎“實(shí)景”的全球地理底圖。這一現(xiàn)狀，讓我們不得不思考：中國(guó)在全球高精度地形數(shù)據(jù)領(lǐng)域，該如何保持科研創(chuàng)新，并在未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)一席之地？

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全球亞米級(jí)三維地形數(shù)據(jù)已成為現(xiàn)實(shí)

Maxar、Airbus、NTT Data等西方企業(yè)通過(guò)多年的高分衛(wèi)星布局和商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)高分辨率地形覆蓋。

Maxar Precision3D：0.5米級(jí)表面精度+3~5米高程精度，全球覆蓋，支持科研、國(guó)防、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等多種應(yīng)用。

Airbus WorldDEM Neo：5米柵格精度DEM，絕對(duì)垂直精度約1.4米，也可全球獲取。

Airbus WorldDEM地形示意圖

從左到右: 鳥(niǎo)巢1.5米, 50厘米和30厘米分辨率影像

這意味著，對(duì)于全球環(huán)境研究、糧食估產(chǎn)、氣候變化分析、跨國(guó)旅游規(guī)劃等宏觀應(yīng)用，國(guó)外科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已經(jīng)擁有了“統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、可直接使用”的高精度底圖，而國(guó)內(nèi)研究人員若只能依賴30米或10米級(jí)開(kāi)源數(shù)據(jù)，就會(huì)在效率和精度上處于劣勢(shì)。

02

中國(guó)的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

中國(guó)擁有龐大的高分衛(wèi)星體系和專(zhuān)業(yè)測(cè)繪隊(duì)伍，理論上具備生成亞米級(jí)全球三維地形數(shù)據(jù)的能力：

天繪一號(hào)、高分三號(hào)、七號(hào)衛(wèi)星可提供亞米級(jí)立體影像和米級(jí)DEM。

國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)可生成局部或全國(guó)范圍的高精度三維地形，精度足夠滿足大部分科研與工程需求。

然而，中國(guó)目前主要對(duì)國(guó)內(nèi)用戶實(shí)施嚴(yán)格保密和管控，沒(méi)有采用西方國(guó)家常用的“分級(jí)管理”模式，將軍事和民用數(shù)據(jù)分層處理。結(jié)果導(dǎo)致：

對(duì)科研創(chuàng)新形成掣肘

國(guó)內(nèi)科研人員和高校無(wú)法獲取高精度地形數(shù)據(jù)，只能依賴公開(kāi)低精度數(shù)據(jù)，科研效率和創(chuàng)新能力受到限制。

在氣候變化、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)等跨學(xué)科應(yīng)用中，缺乏高精度底圖，難以做出國(guó)際領(lǐng)先成果。

對(duì)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用形成阻礙

企業(yè)無(wú)法使用國(guó)內(nèi)衛(wèi)星生成的高精度地形進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)，依賴國(guó)外數(shù)據(jù)不僅成本高，而且形成技術(shù)依賴。

智慧城市、數(shù)字孿生、無(wú)人駕駛等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新速度受限，難以形成核心競(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)外影響有限

西方國(guó)家早已用衛(wèi)星覆蓋全球，中國(guó)的封鎖對(duì)國(guó)際市場(chǎng)幾乎沒(méi)有影響。

國(guó)內(nèi)封閉政策只是把科研創(chuàng)新能力“鎖在國(guó)內(nèi)”，無(wú)法形成國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

換句話說(shuō)，過(guò)度強(qiáng)調(diào)安全與保密，而不采取分級(jí)管理，導(dǎo)致“對(duì)外限制微弱，對(duì)內(nèi)限制嚴(yán)格”的局面，扼殺了科研創(chuàng)新能力，也拖慢了整體科技進(jìn)步的步伐。

03

過(guò)度保密帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)與科研成本

過(guò)度強(qiáng)調(diào)安全與保密，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和高校無(wú)法直接獲得本國(guó)高分衛(wèi)星和測(cè)繪資源生成的亞米級(jí)三維地球數(shù)據(jù)。結(jié)果是：

不得不依賴國(guó)外數(shù)據(jù)

研究者和企業(yè)為獲取Maxar、Airbus等全球三維地形數(shù)據(jù)，需要支付巨額訂閱費(fèi)或按區(qū)域購(gòu)買(mǎi)數(shù)據(jù)。

以科研機(jī)構(gòu)為例，一份全球范圍的高精度DEM數(shù)據(jù)年訂閱費(fèi)用可能達(dá)到數(shù)百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)人民幣。

巨額公帑浪費(fèi)

國(guó)內(nèi)投資了大量高分衛(wèi)星、測(cè)繪設(shè)備和科研力量，卻因政策限制無(wú)法充分利用。

同樣的科研任務(wù)，資金和技術(shù)資源被迫“流向國(guó)外”，形成重復(fù)投入，造成國(guó)家財(cái)富浪費(fèi)。

拖慢自主創(chuàng)新步伐

依賴國(guó)外數(shù)據(jù)，科研和產(chǎn)業(yè)無(wú)法形成獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理、算法開(kāi)發(fā)和應(yīng)用場(chǎng)景積累。

在人工智能分析、數(shù)字孿生、氣候模擬等領(lǐng)域，創(chuàng)新速度被迫放緩，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力受影響。

換句話說(shuō)，過(guò)度保密不僅扼殺科研創(chuàng)新，也直接增加經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，是隱性資源浪費(fèi)。采用“分級(jí)管理+合理開(kāi)放”策略，既能保護(hù)國(guó)家安全，又能讓國(guó)內(nèi)投資產(chǎn)生最大效益，是未來(lái)必走之路。

04

保持科研創(chuàng)新的路徑

面對(duì)全球高精度地形數(shù)據(jù)商業(yè)化已成常態(tài)，中國(guó)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)仍有多條可行路徑保持創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)：

融合國(guó)內(nèi)高精度數(shù)據(jù)與國(guó)際資源

利用國(guó)內(nèi)衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)航測(cè)生成局部亞米甚至厘米級(jí)數(shù)據(jù)，與Maxar等全球數(shù)據(jù)結(jié)合，形成混合精度、差異化研究。

專(zhuān)注特色應(yīng)用與智能化分析

不僅僅是提供地形數(shù)據(jù)，更要在AI分析、數(shù)字孿生、環(huán)境模擬、災(zāi)害預(yù)測(cè)等場(chǎng)景做深度挖掘。

建立國(guó)內(nèi)分級(jí)管理和科研開(kāi)放機(jī)制

借鑒西方經(jīng)驗(yàn)，將軍事敏感數(shù)據(jù)與科研民用數(shù)據(jù)分層管理，對(duì)科研和高校適度開(kāi)放高精度地形數(shù)據(jù)，同時(shí)保障國(guó)家安全。

形成國(guó)內(nèi)共享科研生態(tài)，提升自主創(chuàng)新能力，彌補(bǔ)國(guó)際差距。

跨國(guó)科研合作

在“一帶一路”、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織等項(xiàng)目中，利用國(guó)內(nèi)衛(wèi)星與國(guó)際數(shù)據(jù)結(jié)合，形成聯(lián)合研究成果，既保障技術(shù)自主，又拓展國(guó)際影響力。

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贏得全球競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵

精度不再是唯一優(yōu)勢(shì)：Maxar的全球亞米級(jí)數(shù)據(jù)已覆蓋大部分領(lǐng)域，中國(guó)的突破需要在智能分析、應(yīng)用創(chuàng)新和數(shù)據(jù)融合上下功夫。

科研創(chuàng)新為核心驅(qū)動(dòng)：通過(guò)開(kāi)放科研平臺(tái)、差異化數(shù)據(jù)服務(wù)、跨學(xué)科應(yīng)用，中國(guó)可以在特定領(lǐng)域形成領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

政策與產(chǎn)業(yè)協(xié)同：通過(guò)分級(jí)管理合理開(kāi)放科研和民用數(shù)據(jù)，同時(shí)保留國(guó)家安全敏感數(shù)據(jù)，是贏得全球競(jìng)爭(zhēng)的重要策略。

結(jié)語(yǔ)

Maxar全球亞米級(jí)三維地形的商業(yè)化服務(wù)，給全球科研與產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了革命性的便利，也提醒中國(guó)：擁有衛(wèi)星和測(cè)繪能力并不等于擁有科研話語(yǔ)權(quán)。

如果國(guó)內(nèi)過(guò)度強(qiáng)調(diào)安全與保密，而不采取分級(jí)管理，結(jié)果是“對(duì)外影響有限，對(duì)內(nèi)限制嚴(yán)格”，扼殺科研創(chuàng)新能力，拖慢科技進(jìn)步的步伐，同時(shí)還造成巨額公帑浪費(fèi)。

未來(lái)，中國(guó)需要在技術(shù)自主+數(shù)據(jù)應(yīng)用+智能分析+合作開(kāi)放+分級(jí)管理等多維度發(fā)力，才能在全球三維地形領(lǐng)域保持競(jìng)爭(zhēng)力，并讓國(guó)內(nèi)投資產(chǎn)生最大效益。

作者 | 吳必虎 ChatGPT

編輯 | 周晴

圖源 | 網(wǎng)絡(luò)