河北省卫星应用进展

● 文|北京空间科技信息研究所 郭晗

河北省地处华北，漳河以北，东临渤海、内环京津，西为太行山地，北为燕山山地，燕山以北为张北高原，其余为河北平原，面积18.88万平方千米。河北省环抱首都北京，东与天津市毗连并紧傍渤海。河北是中国唯一兼有高原、山地、丘陵、平原、湖泊和海滨的省份，地势西北高、东南低，由西北向东南倾斜，地貌复杂多样，有坝上高原、燕山和太行山山地、河北平原三大地貌单元，是我国重要粮棉产区，也是我国重要渔区之一。2017年4月1日，河北雄安新区设立。立足于京津冀协同发展国家战略、雄安新区的设立和2020年张家口冬奥会的举办，河北省卫星应用产业的发展势头良好并大有可为。

据河北省人民政府2016年《政府工作报告》（以下简称“报告”），2016年全省生产总值突破3万亿元、增长6.8%左右。结构调整步伐加快，装备制造业增加值超过钢铁工业成为第一大支柱产业，战略性新兴产业增速超过传统产业，服务业对经济增长的贡献率超过第二产业。积极主动对接京津，区域协同发展实现新突破。坚持不懈治理污染，生态环境质量得到新改善。P M 2.5平均浓度下降9.1%。《报告》在2017年目标任务和重点工作中指出，将战略性新兴产业加快培育成河北发展的大梁，重点发展先进装备制造、“大智移云”新一代信息产业等七大新兴产业集群，建设光电子、卫星导航等14个示范基地，抓好人工智能、生物医药等一批重点项目，高新技术产业增加值增长13%左右。促进军民深度融合发展，壮大电子信息、航空航天等优势产业。要把更多资金投向战略性新兴产业、现代服务业、创新创业、生态环保等领域。

《河北省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中指出，建设京津廊高新技术产业带，重点发展电子信息、高端装备、航空航天、生物医药等。电子信息以延伸链条、强化基础、应用驱动为主攻方向，重点打造大数据、云计算、集成电路、卫星导航及位置服务等产业集群。积极推进农村广播电视户户通。

《河北省工业转型升级“十三五”规划》中指出，大力开发航空航天材料、信息与集成控制系统、卫星通信广播、卫星遥感等关键技术。推进空天地宽带互联网、通飞机场等基础设施建设,提升卫星遥感、通信、导航等空间信息服务能力。加快移动通信、卫星通信、光通信、多媒体通信等系统的研发和产业化。加快特大型天线、卫星导航芯片、高性能多模组合导航、高精度定位、电子地图、智能位置服务、系统及终端性能测试检测预评估等一批终端设备和关键技术的开发与应用,研发新型路由交换、新型移动智能终端、新一代基站、网络安全等设备。建立全省北斗导航定位网,组织实施京津冀北斗卫星导航应用示范工程。积极推动空间信息、航空航天、船舶、节能环保、民爆物品等军民融合产业项目落地。培育一批军民融合示范企业、形成一批军民融合示范产品。到2020年,打造50个军民融合产学研用示范基地、10个军民融合创新示范区。

《河北省战略性新兴产业发展“十三五”规划》指出，加快发展航空航天地面管控设备、导航设备、航空航天专用装备制造业，推进空天地宽带互联网等基础设施建设，提升卫星遥感、通信、导航等空间信息服务能力。大力发展卫星导航位置服务系统及终端，带动卫星导航芯片、特大型天线、终端设备、电子地图等产品研发和产业化。加快空天地宽带互联网等基础设施建设，开展智慧城市、现代农业、智慧海洋等领域的卫星综合应用示范，推进北斗卫星导航系统在交通运输、农田水利、环保气象、文化旅游等行业应用，提升卫星遥感、通信、导航等空间服务能力。

《河北省电子信息产业“十三五”规划》指出，围绕产业链布局创新链，强化关键技术协同创新，重点突破计算资源虚拟化、海量数据存储、大数据挖掘分析、智能终端、新一代卫星导航通信设备、超高速智能光传输、高端智能传感器、工业控制软件、嵌入式软件、专用集成电路、新型显示材料等关键技术。石家庄信息产业基地重点发展软件、集成电路、半导体照明、卫星导航等产业。加快移动通信、卫星通信、光通信、多媒体通信等系统的研发和产业化。加快卫星导航与地理信息、卫星遥感、移动互联网等融合发展。

《河北省基础测绘“十三五”规划》中指出，逐步形成覆盖全省陆地海洋国土的大地、高程、重力三网结合的现代化高精度测绘基准体系，推进京津冀一体化卫星导航基准站联网运行和似大地水准面模型建立，向全省各级各部门和社会各行业提供覆盖全省的高精度、三维、动态、适用的空间定位服务。完善河北省卫星定位综合服务系统。改造省级卫星定位综合服务系统，升级兼容北斗导航卫星的多星综合服务系统。整合全省现有基准站网，在设区市城区、沿海等重点区域增建50个多星综合基准站，形成全省基准站总数不少于120个的陆海一体化卫星定位综合服务系统。加强全省卫星导航基准站的维护和优化，加强数据处理软硬件基础设施建设，提升基准数据管理、处理、服务能力。推进京津冀卫星导航定位基准站联网解算，形成京津冀基准站网一体化，逐步实现与周边省市联网运行。加快全省范围和重点区域多分辨率、多种类、多数据源的航空航天遥感影像资料获取，建立基础测绘生产云架构，推进省、市、县联动更新。

《河北省关于加快发展“大智移云”的指导意见》中指出，推动新型智慧城市建设。贯彻落实京津冀协同发展国家战略，加强京津冀智慧城市建设合作，提升民生服务信息化协同水平，积极推进智慧交通、智慧旅游、智慧环保、智慧能源、智能建筑、智慧管网等建设，提升城市运行智能化水平。完善新型显示、集成电路、通信与卫星导航、太阳能光伏、应用电子、智能终端等六大产业链。依托中电科第54所，建设国家通信产业研发制造和卫星导航应用示范基地。推进北斗导航、移动车联网、移动医疗、移动支付、智能汽车、可穿戴设备等移动互联网产业相关技术、产品（软件）、平台的研发生产应用和服务，加快推动基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通应用示范，开展京津冀区域北斗卫星导航应用示范工程。

河北省还发布了《河北省装备制造业发展“十三五”规划》《河北省海洋经济发展“十三五”规划》《河北省安全生产“十三五”规划》《河北省地理信息应急监测及卫星通信系统》《关于推进卫星导航产业快速发展的意见》《关于促进移动互联网健康有序发展的实施意见》《京津冀协同推进北斗导航与位置服务产业发展行动方案（2017—2020年）》等一系列政策以推进卫星应用产业健康、快速、可持续发展。

2012年12月16日，中国航天科技集团公司与河北省廊坊市人民政府签署战略合作框架协议；当日，固安航天科技产业园先期启动项目也正式动工，此举是培育航天技术装备、卫星应用等战略性新兴产业，实现企地经济融合互动的重要举措。

卫星通信为应急、海事护航，“户户通”用户排名前列

河北省是中国唯一兼有高原、山地、丘陵、平原、湖泊和海滨的省份，卫星通信在海事、应急和户户通等方面具有较为广泛的应用。2008年北京奥运会期间，卫星在直播和应急通信中发挥了重要作用。张家口是2020年冬奥会主办城市，卫星在2020年冬奥会期间也将继续发挥不可替代的作用。

《河北省安全生产“十三五”规划》中指出，建设省级安全生产应急救援综合指挥平台和应急通信保障系统，强化应急救援机构与事故现场的远程通信指挥保障。

2015年6月29日，北京华夏幸福基业股份有限公司与中国卫通集团有限公司签署战略合作框架协议，共同打造怀来卫星通信产业园。双方将围绕卫星地面站建设、卫星通信服务、卫星通信应用服务等多个方面开展合作。2016年3月，怀来卫星地球站项目开工奠基。该项目建成后，将成为亚洲最大的民用通信卫星地面控制中心。

2015年8月，“河北省地理信息应急监测及卫星通信系统”项目通过了验收。该项目将无人机、三角翼、直升机等所获取的地理信息数据，通过卫星通信、微波传输等多种通信方式，形成完整的地理信息应急监测数据传输系统，可为地理信息测绘、资源调查特别是应急监测、现场指挥、领导决策等提供科学依据。

2016年夏季，河北省各地出现暴雨，部分地区移动通信设施受损，卫星应急通信车和卫星电话在抢险救灾过程中发挥了重要作用。此后，河北省逐步加快完善防灾减灾救灾体制机制，全面加强防灾减灾救灾能力建设。为提高防洪预报预警能力，河北省将采取移动公网、国产卫星移动通信系统、无线调频等通信方式，对66个已建成的山区县监测预警系统进行改造升级，保证在大风、大雨、泥石流等通信条件恶劣、基站被毁的极端情况下，预警信息实时入户到人。

广播电视是当前农村最现实、最有效的文化信息传播方式，是农村基本公共文化服务的重要内容。广播电视村村通工程可以解决广播电视信号覆盖“盲区”农民群众收听广播、收看电视问题。截至2017年5月4日，河北省户户通用户数量6915465户，在全国排第三，村村通用户数量102316户，专营点1289个（见图1）。

“两中心、一基地”建立，推进京津冀协同发展

据《中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》（2016年度），2016年京津冀地区卫星导航与位置服务产业的产值达到457亿元，全国占比约为21.6%。2014年1月，河北省北斗地基增强系统开始全面建设。2015年完成了64个卫星定位连续运行基准站的运行维护及8个基准站的建设工作。雄安新区成立后，还将增设两个全球卫星导航系统基准站。

2014年2月河北省人民政府办公厅发布《关于推进卫星导航产业快速发展的意见》，文中指出，为国家卫星导航基础设施的布局落户提供相关条件，配合做好北斗卫星导航系统在能源、通信、金融、公安等重点领域和行业的应用推广工作。

图1 直播卫星公共服务用户发展情况

2017年4月6日，京津冀联合发布了《京津冀协同推进北斗导航与位置服务产业发展行动方案（2017—2020年）》，确定北斗产业成为京津冀协同发展战略实施的切入点和先行手段。根据该方案，河北将建立卫星导航工程技术中心、卫星导航运营服务中心与卫星导航产业基地等。三地将充分利用现有北斗导航的基础设施和成果，围绕公共安全应急保障、交通与物流、养老等领域开展规模化应用，推动北斗导航基础设施一体化、应用示范一体化和运营服务一体化。

2017年5月，河北省委办公厅、省政府办公厅联合印发《关于促进移动互联网健康有序发展的实施意见》，文中指出，大力实施创新驱动发展战略，统筹各类创新资源，加快大数据、物联网、北斗导航、网络通信等重大关键技术研发。围绕第五代移动通信（5G）和卫星导航系统应用，加强分布式接入及传输系统、关键核心芯片、导航终端设备等技术和产品研发，扩大河北省产品在工程和应用中的市场占有率。

2013年8月6日 ，“国家通信导航与北斗卫星应用产品质量监督检验中心”以及“北斗卫星导航产品质量检测中心”在河北省石家庄市揭牌，标志着我国首个国家级北斗卫星导航产品检测机构成立。

2014年9月，河北省秦皇岛市与北京中兴恒和卫星应用科技股份有限公司签署战略合作协议，双方将围绕北斗地基增强系统、大气污染防治、智能交通、环境监测、应急救灾、海洋安全生产等14个项目展开合作，共同建设秦皇岛科技示范项目，打造全国北斗大数据重要应用示范基地和产业转化基地。秦皇岛示范工程项目将以北斗卫星应用为主导，快速实现秦皇岛地区北斗导航与移动通信、互联网感知及地理信息技术的融合，逐步形成产品技术研发、终端设备制造、行业应用、信息服务的完整产业体系。

2015年9月,河北省秦皇岛市首批北斗定位校车在开发区试运行。为将北斗卫星导航系统的功能成功拓展应用到校车上，开发了集校车车辆管理、校车驾驶员管理、学生信息管理、校车运行规则设置、校车途中安全监控以及事故应急处理于一体的校车安全管理与服务平台（见图2）。

图2 北斗校车

国网公司将北斗卫星导航系统在配电网领域应用列入十三项顶层战略计划。2016年9月，秦皇岛供电公司作为国网首家试点单位，已在河北一线、河北二线、南一线等9条线路，安装100套北斗终端，将北斗卫星通信和智能配电网管理有机结合，实现运行数据实时更新、配电网故障远程监控，形成了具有切实推广性的技术成果，为北斗卫星系统融入电网管控领域提供了经验。

2017年2月，河北省邢台市邢台县举行邢台北斗科技小镇项目签约仪式。项目以“北斗卫星大数据产业园”为核心，深度挖掘北斗与大数据在各个行业和领域的应用，整合北斗产业链及周边的先进技术与产品，旨在打造以产业为主导、以科技为核心、以生态为标准的“宜业、宜居、宜商、宜产、宜游”的北斗科技特色小镇。

“天地一体化”立体监测环境，助力规范用地、监测污染

社会经济飞速发展，人们对土地资源开发利用强度越大，随之而来的环境问题也越来越严重。随着遥感技术的发展，遥感在土地监测、生态保护等方面发挥着越来越重要的作用。将遥感技术和地面信息技术结合应用于各业务领域，对京津冀协同发展起到有力的技术支撑作用。

《河北省地理信息事业发展“十三五”规划》中指出，构建新型基础测绘、地理国情监测、应急测绘保障、航空航天遥感测绘协同发展的公益性保障体系，显著提升地理信息产业对国民经济的贡献率，使河北省地理信息整体实力保持国内领先水平。

《河北省海洋保护规划（2016—2020年）》中指出，加强海洋环境监视监测能力建设，完善以卫星、飞机、浮标、船舶、雷达等为技术手段的海洋环境立体化监视监测体系。综合利用海洋卫星、资源卫星等数据源，遥感监测范围和内容进一步拓展。

《河北省气象事业发展“十三五”规划》中指出，建设京津冀气象卫星遥感应用中心，升级卫星遥感（极轨和静止）接收系统，完善卫星观测产品加工、处理、分析系统，建立多源卫星遥感和机载遥感监测系统，建设大气遥感和陆面遥感综合应用系统。

2013年6月21日，国家国防科技工业局授牌河北省“高分辨率对地观测系统河北数据与应用中心”（简称“河北高分中心”）。河北高分中心以遥感应用技术服务于区域经济社会发展的重大需求为导向，重点在县域遥感应用方向开展科研攻关，以环境、农业、林业、国土资源、交通运输、海洋、减灾等行业应用为切入点，以点带面逐步推动高分辨率对地观测数据应用和产业发展。

河北省遥感应用协会及其成员单位利用卫星遥感与河北高分中心合作推广国产高分数据应用；在国土方面，开展了土地资源调查、矿山执法检查；在气象领域，科研院所开展了灾害天气预警、气象灾害监测；县域遥感应用方面，开展遥感技术培训，建立遥感应用队伍，购置设备，开展水土资源调查、农业土壤调查、精准农业以及土地承包、确权等工作；环保领域，开展生态环境监测，大气污染监测；为中国资源卫星应用中心提供卫星数据接收与处理建设方案等。

共纳入20个研究（1篇文献因治疗全程静脉滴注抗生素，与其他研究有异质性，而未纳入），包括587例患者，研究间异质性较高（I2=67%），分析原因可能是由于每个研究内不同原因造成骨缺损的病例数量不平衡。文献中并未给出各亚组的信息，无法进行亚组分析。随机效应模型荟萃分析结果显示：Masquelet技术治疗骨缺损后再感染率为9.2%，CI 95%为5.3%～14%。

京津冀及周边地区是全国大气污染防治的重中之重区域。2013年7月，河北省环保厅与环保部卫星环境应用中心签署了环境遥感监测与综合应用合作协议，这意味着河北省将利用卫星遥感技术监测大气、水等环境状况，成为全国第一个实现“天地一体化”立体监测省域环境的省份。河北省与环保部卫星环境应用中心合作，将重点开展大气环境、水环境、重大工程实施区域、自然保护区、重要水源保护区、重要生态功能区等方面的卫星遥感监测。

2014年1月，河北省航天遥感信息处理与应用协同创新中心启动了“廊坊市林业、农业资源卫星遥感监测系统”（以下简称“系统”）的研发工作，以永清县作为示范点，以资源三号卫星、高分一号卫星的遥感影像为数据源开展技术攻关。“系统”可协助廊坊市及各区县农业、林业部门开展林地规划、农作物生产管理与规划、决策研究、行政执法等工作。

2015年3月，河北省地理信息局与中国科学院遥感与数字地球研究所合作，成功建设安装“中国遥感卫星虚拟地面站系统”。该系统是卫星过境情况近实时显示系统，可以在用户端实现近实时卫星遥感图像远程播报与接收，并通过对卫星图像的分析，快速掌握卫星过境拍摄地区的情况，及时为防灾减灾、应急监测等方面提供数据支持。

2016年，河北省深泽县地税局将卫星遥感技术应用于涉地税收征管当中，开发了“遥感动态监测系统”，通过遥感成像、划定边界、测算面积、更新税源明细表，实现了城镇土地使用税管理规范、便捷、可视。

2016年7月6日，“河北一号”小卫星群总体方案专家论证会举行（见图3）。“河北一号”小卫星群有16颗小卫星，借助这个小卫星群，京津冀地区将形成全面的数据覆盖，这一项目将极大地提高河北的公共服务和管理水平，为京津冀协同发展、河北省产业转型升级和经济社会进步提供新的动力。项目实施后将重点针对河北省环境保护、土地利用、城乡规划、农业、林业等多个行业开展应用，同时也能为京津冀周边省市提供应用服务。

图3 “河北一号”小卫星群专家论证会现场

2016年7月，河北省邢台市出现罕见的特大洪涝灾害，河北高分中心利用卫星遥感观测和无人机航拍等技术手段相结合的方式，获取了灾区的影像数据，为灾情的获悉和应急救援提供了数据支持。

2017年12月29日，河北省高分遥感一站式服务平台举行上线仪式，该平台整合高分遥感卫星数据资源和其它卫星、无人机等数据资源，实现数据接入、数据管理维护、共性处理等基础支撑功能，并提供数据分发与产品定制服务等多项功能。该平台面向河北省农业、林业、生态和环境保护、城市管理、国土资源等重点领域提供高分遥感数据服务，为河北省、市、县等各级政府部门和企业、科研院所、高校及公众等社会用户提供综合空间信息服务。

图4 雄安新区卫星影像土地利用变迁图

卫星遥感海冰监测技术在河北省近海海域得到了应用。河北省近海海域位于38°～40°N，每年冬季都有不同程度的结冰现象。海冰对海上运输、海上油气开采、海水养殖和渔业生产等构成了不利影响，严重冰情曾造成石油平台倒坍、轮船损毁和航运中断等海冰灾害。2010年初，河北省近海海域遭遇了近30年最严重的海冰灾害，因灾直接经济损失达1.55亿元。监测海冰分布状况及动态变化对防范和减轻海冰灾害具有重要意义。卫星遥感技术能够提供大范围、近实时、连续、长期的观测，已广泛应用于海冰监测工作中。目前用于海冰监测的卫星遥感数据种类较多，常见的有NOAA／A V H R R、E O S／M O D I S、海洋卫星（H Y-1B）、环境减灾卫星（H J-1A／B）和北京一号卫星等数据。各种卫星遥感数据的空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率不尽相同，应用于海冰监测上各有优缺点。因此综合采用多种卫星遥感数据进行海冰监测，可提高海冰监测成果的质量，提升海冰监测的业务化水平。

卫星遥感在河北省农业领域也得到了很好应用。河北省11个设区市、106个县（市、区）的1473个普查区已实现农作物面积遥感测量，测量的主要农作物是小麦、玉米和棉花，全年共开展秋冬播、春播和夏播3次野外实地调查。农作物面积遥感测量主要是采用卫星遥感影像、无人机和人工实地测量相结合的“天地空”三位一体的方法，对农作物的分布和长势进行测量、观察、评价，实现农业统计数据在空间、地域、面状分布、立体结构等方面多点融合，是农业调查领域利用现代化科技手段的重大突破，既可以获取主要农作物种植的空间分布，也可以提高农作物面积统计数据的准确性和可靠性。