中國網/中國發展門戶網訊 科學大數據成為驅動地球科學創新與知識發現的新引擎，作為科學大數據重要組成部分的對地觀測數據已成為國家基礎性和戰略性資源，在國民經濟、社會發展和國家安全中發揮著不可或缺的作用。全球對地觀測已具備大氣、海洋和陸地高精度、高時空分辨率的數據獲取能力，對地觀測領域已經步入大數據時代。據統計，截至?2017?年?8?月，全球共發射了?4?635?顆衛星，僅?2017?年上半年就發射了?357?顆。目前，1?738?顆衛星在軌正常運行，其中對地觀測衛星?596?顆，約占目前在軌正常運行衛星的?1/3。近年來，以?Planet Labs-Flock、“吉林一號”等為代表的微小衛星、多星星座逐漸成為遙感市場的新熱點，開啟了對地觀測大數據獲取的新時代，如?2017?年?2?月15?日，88?顆?Planet Labs-Flock?衛星就通過一箭多星的方式搭載升空。

國際對地觀測數據開放共享的現狀及趨勢

科學大數據是科學發現與知識創新的新引擎，它將改變人類生活及對世界的深層認知與理解。作為科學大數據重要組成部分的對地觀測大數據在國家戰略、行業應用、科學研究等方面發揮了重要作用。對地觀測大數據的開放共享推動了全球尺度的科學和環境監測產品的研究與發展，驅動學科創新，促進人類可持續發展。2008?年美國地質調查局（USGS）實施的?Landsat?系列衛星數據開放共享使得全球尺度?30?米分辨率的森林覆蓋、水體、火燒跡地、土地覆蓋分類等專題產品的生產成為可能。郭華東在?Nature?發表題為《構建數字絲路》的評論文章中指出，為滿足龐大且日益快速增長的“一帶一路”地球大數據應用需求，既要建立能夠共享數據、代碼、方法的開放平臺，實現對已有對地觀測數據的科學分析及未來衛星數據的集成應用，提高“一帶一路”數據共享和互通互用能力；又要探索大數據驅動的科學研究新范式，推廣地球大數據應用服務，服務于全球可持續發展。

國際上，許多國家日益重視對地觀測數據共享政策的制定。以美國和一些歐洲國家為代表的發達國家先后制定了國家或行業對地觀測數據開放共享的政策，以提高國際競爭力和規范國內市場。美國對政府擁有和資助生產的數據采取“完全開放”的共享管理機制，同時提出了邊際成本補償原則以保護數據提供者的利益；對商業公司投資生產的數據采取“平等競爭”的市場化管理機制。這種分級式的共享管理機制極大地促進了對地觀測數據的開放共享和廣泛應用。歐洲的對地觀測數據政策強調以共享為核心，歐洲航天局（ESA，以下簡稱“歐空局”）發布了修正的?ESA?對地觀測數據政策，將遙感數據使用分為自由使用和有限使用兩類，2013?年發布的GMES“哨兵”數據政策則明確了“無歧視性訪問”原則，所有用戶均可免費獲取。

1991?年由美國國家航空航天局（NASA）牽頭，多國參與建立的地球觀測系統（EOS）計劃的提出和實施掀起了對地觀測技術發展的浪潮，該系統由ACRIMSAT、Aqua、Terra、Landsat7、Jason-1?等多顆衛星組成，在大氣、海洋、陸地、生物等多學科領域進行綜合應用。其中?NASA?的?EOSDIS?系統提供了?MODIS TERRA?和?AQUA?衛星數據及相關產品的共享服務，在國際遙感科學研究中發揮了重要作用。2003?年，歐空局實施了“哥白尼計劃”（GEMS，原稱“全球環境與安全監測計劃”），強調對地觀測平臺數據的協調和使用。2008?年，美國地質調查局（USGS）開始提供全球陸地衛星數據的共享和下載服務，近年來逐步提供高時空一致性的?ARD（Analysis Ready Data）產品共享，便于用戶直接分析使用。2013?年歐空局開始實施?Sentinel?系列衛星數據的共享，為歐洲乃至全球的可持續發展、環境治理以及安全政策提供高質量的數據、信息和知識。

21?世紀以來，對地觀測數據迅猛增長，對地觀測數據的共享呈現出資源整合全球化、技術規范標準化、共享服務信息化等發展趨勢，國家之間大規模的共享體系開始形成，如全球綜合對地觀測系統（GEOSS）等。GEOSS?通過全球范圍的數據整合與集成實現對地觀測數據全球性開放共享，并向用戶提供數據、信息和知識?3?大類產品和技術服務。

縱觀全球對地觀測大數據的發展態勢，在需求牽引、政策驅動和技術推動下，對地觀測數據的流動性在逐步提高，對地觀測數據開放共享的深度和廣度都在不斷加強。但由于政策、制度和技術等多方面的原因，對地觀測數據的共享程度和數據應用深度還有較大提升空間，對地觀測大數據的潛在價值還沒有被充分挖掘出來。隨著對地觀測領域進入大數據時代，對地觀測數據開放共享從單純的數據共享模式轉變成以“谷歌地球引擎”（Google Earth Engine）和澳大利亞地球科學“數據立方體”（Data Cube）為代表的新型對地觀測數據開放共享服務。Google Earth Engine?將全球歷史存檔的長時間序列的多源遙感數據整合在一起，用戶不僅可以免費下載數據，還能對大規模影像進行在線分析（如變化檢測、趨勢分析等）。Data Cube?實現了澳大利亞多源對地觀測數據的無縫整合、時間序列快速分析以及定量信息產品的應用。