【正文】 空間信息服務特別是遙感數(shù)據(jù)應用服務有著非常迫切的需求，并具有堅實的基礎。同時，在新疆作物生長季節(jié) 70%以上是晴天，大氣干燥、灌溉農(nóng)業(yè)、農(nóng)田宜于控制等有利條件是其它省區(qū)無法相比 的，為我國空間信息技術(shù)特別是遙感技術(shù)的應用和精準農(nóng)業(yè)的實施提供了一個良好的舞臺。 兵團 農(nóng)業(yè)耕作區(qū)域 屬大陸性干旱與半干旱氣候區(qū)，地理環(huán)境獨特，生態(tài)環(huán)境脆弱，自然災害頻繁。作為國家的糧棉主產(chǎn)區(qū)， 其干旱區(qū)支撐資源開發(fā)的生態(tài)環(huán)境相對比較脆弱，制約資源利用的自然災害十分頻繁，大規(guī)模人類活動和工程建設誘發(fā)的土地沙漠化與鹽漬化、草場退化、河湖水質(zhì)惡化、生物多樣性減少等一系列生態(tài)環(huán)境問題日趨嚴重， 保護生態(tài)環(huán)境，穩(wěn)定并提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)水平，對兵團乃至整個國家都意義重大。近年來，隨著 兵團 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局的調(diào)整、農(nóng)作物品種的頻繁更替、 種植技術(shù)的不斷創(chuàng)新等，病蟲害的危害也隨之出現(xiàn)顯著的變化，并有日漸嚴重的趨勢，由此帶來的巨大的經(jīng)濟損失，危及到 兵團 農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和邊疆少數(shù)民族地區(qū)的政治穩(wěn)定。以 低溫冷害 為例， 2021 年，兵團的 北疆棉 9 區(qū)遭受持續(xù)低溫的冷害侵襲，致使四個農(nóng)業(yè)師的棉花普遍減產(chǎn) 30－ 50%，遭受了重大的經(jīng)濟損失； 1999 年、 2021 年草地蝗災 侵襲， 呈嚴重爆發(fā)趨勢 ， 達到歷史最高危害水平，全區(qū)蝗災發(fā)生面積連續(xù)兩年高達 4000 余萬畝 ，各種災害 給新疆和兵團農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成了嚴重的威脅。 各種災害的頻繁發(fā)生與生態(tài)環(huán)境的惡化密切相關(guān)，現(xiàn)代信息技術(shù)特 別是空間信息技術(shù)的應用，為重建與恢復生態(tài)平衡、實現(xiàn)減災、防災，促進兵團農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了嶄新的途徑。 兵團空間信息的基礎設施建設已有了良好的前期基礎，兵團從 1999 年開始，利用中國電信現(xiàn)有骨干網(wǎng)絡已經(jīng)形成以兵團機關(guān)為核心，由中國電信、中國鐵通租用線路、衛(wèi)星專網(wǎng)組成，覆蓋兵團機關(guān)、主要企事業(yè)單位、 14 個師、 4 個縣級市 等的兵團光纖和無線數(shù)字通信城域網(wǎng)絡，基本覆蓋所轄師團和城鎮(zhèn)，兵團家庭上網(wǎng)率達 80%?；A地理信息資源數(shù)據(jù)庫建設也初見成效，完成了常用的 1： 25萬到 1： 100 萬的地形圖測繪，數(shù)字化率到 90%，以及 各種專業(yè)矢量數(shù)據(jù)圖層。GPS 大地測量控制點從 2021 開始列入國家測繪行列，開始建設。農(nóng)業(yè)、水土、林業(yè)等業(yè)務部門都建立了各自的空間技術(shù)數(shù)據(jù)庫和應用模型。 但是，兵團在空間信息基礎設施建設方面還存在一些問題，如： （ 1）空間信息基礎設施發(fā)展的統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)管理相對薄弱，信息資源共享和保障信息安全問題還亟待解決； （ 2）地理空間信息獲取和資源開發(fā)利用水平不高，信息與服務的標準化滯后； （ 3）現(xiàn)有信息資源開發(fā)利用水平普遍較低，離實際需要還存在相當?shù)木嚯x； （ 4）大地控制網(wǎng)建設方面基礎薄弱； （ 5）基礎測繪建設方面基 礎較弱。 因此，把握 我國政府乃至全球?qū)臻g信息基礎設施非常重視的 時機和 充分 利用現(xiàn)有條件， 通過整合兵團現(xiàn)有的空間信息基礎設施成果，建立 兵團 空間信息尤其是遙感信息的共享機制與深化空間技術(shù)的集成應用程度，對實現(xiàn)兵團 農(nóng)業(yè)信息化 與建立“數(shù)字兵團” ，促進 屯墾戍邊的 現(xiàn)代化進程 都是 十分必要 的 。 經(jīng)濟 與 社會效益 經(jīng)濟效益分析 ： “數(shù)字兵團”空 間信息綜合應用關(guān)鍵技術(shù)集成與服務平臺建設 旨在利用兵團特殊的體制與管理的一體化的優(yōu)勢以及新疆適合遙感等空間技 10 術(shù) 應用 的特有自然與農(nóng)業(yè)環(huán)境與模式，探討空間信息技術(shù)在兵團內(nèi)的共享機制與實現(xiàn) 形式 。 兵團 空間 信息業(yè)務系統(tǒng) 基礎框架的建設，將為 兵團機關(guān) 部門和各 師團的社會和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供規(guī)劃、設計和決策支持的基礎地理框架信息，為電子政務的實施提供統(tǒng)一標準的基礎地理信息支撐平臺和環(huán)境。 預期經(jīng)濟效益 包括四個方面：一是 通過空間信息與其它信息的統(tǒng)一采購與信息共享服務 可節(jié)省信息數(shù)據(jù)費用近千萬； 二是 通過空間遙感獲取信息數(shù)據(jù)的費用大為降低且 具有真實、客觀、及時性 ； 三是 根據(jù)遙感數(shù)據(jù)精確實施空間變量水肥管理 ， 提高農(nóng)業(yè)用水及化肥利用效率， 減輕環(huán)境 污染 、 增加作物產(chǎn)量， 每年可為兵團增加 4 億元的收益 ；四是通過 信息服務系統(tǒng) 為 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生效益 6000 余 萬元 ， 為測繪、土地、交通等部門提供空間信息服務創(chuàng)造產(chǎn)值約 480 萬元。 社會效益分析 ： 運用以遙感、地 理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)為核心的地球空間信息技術(shù) ，建立服務于兵團“屯墾戍邊”的空間信息共享平臺與服務系統(tǒng)，為兵團有關(guān)領(lǐng)導和部門提供全兵團準確及時的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況信息，便于對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水土資源監(jiān)測與管理、林草監(jiān)測、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與保護、減災防災等公共安全與應急反應進行決策指揮。 預期產(chǎn)生的社會效益包括以下 七個 方面： 一是 推動國產(chǎn)民用衛(wèi)星發(fā)展。所建系統(tǒng)可廣泛應用于 基礎地圖測繪 、 數(shù)字城市建設 、 國土 資源管理 、 農(nóng)林資源與生態(tài)環(huán)境調(diào)查 、 大型工程建設 和 電子政務 等；二是為兵團帶來直接的經(jīng)濟效益，從而增加團場職工收入，繁榮團場經(jīng)濟與文化，穩(wěn)定兵團職工隊伍，更好地完成“屯墾戍邊”的任務。三是 改善 目前 兵團 灌區(qū)調(diào)度手段， 實現(xiàn)對主要流域的水情信息實時監(jiān)測與預報 、 水利工程信息精確管理 、 灌區(qū)水資源合理配置 等；四是 減輕生態(tài)環(huán)境的污染和農(nóng)產(chǎn)品的污染 ，節(jié)省的農(nóng)業(yè)灌溉用水用于生態(tài)恢復與重建， 對 西部干旱與半干旱地區(qū) 生態(tài)環(huán)境的保護作用與效益巨大 ；五是 農(nóng)業(yè)自然資源管理 更為科學合理 ， 為兵團 農(nóng)業(yè) 與經(jīng)濟的 可持續(xù)發(fā)展 奠定良好基礎 ；六是項目實施可 以帶動石河子大學在空間信息技術(shù)綜合運用領(lǐng)域的學科建設、人才培養(yǎng)、產(chǎn) 學 研的聯(lián)合體的構(gòu)建；七是 項目的建設成功，對于世界其它國家，尤其是中亞國家和地區(qū)，在應用空間信息技術(shù)為發(fā)展生產(chǎn)與經(jīng)濟服務方面有重要的借鑒作用。 11 二 、 項目目標及主要任務 主要目標 本項目的總體目標是利用兵團特殊體制與管理一體化的特點，新疆地區(qū)有適合遙感等空間技術(shù)發(fā)揮的特殊自然環(huán)境（天高云淡，地域廣闊）與集約化、規(guī)模化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式 以及農(nóng)業(yè)機械化、信息化程度高的優(yōu)勢， 通過集成與完善現(xiàn)有地球觀測數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、數(shù)據(jù)與模型，在現(xiàn)有網(wǎng)絡 基礎設施的基礎上，搭建兵團空間信息服務與共享平臺，最終建立一個能業(yè)務化運行的、服務于兵團、各職能部門、各農(nóng)業(yè)師、各農(nóng)牧團場的空間信息服務系統(tǒng)，為兵團屯墾戍邊提供支持。 具體目標可分解為以下 8 個方面： （ 1） 制定兵團空間信息服務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、管理規(guī)范；集成與完善現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，建立多分辨率、多時相的綜合遙感數(shù)據(jù)庫、基礎地理信息數(shù)據(jù)庫與各專題數(shù)據(jù)庫等；并以空間數(shù)據(jù)庫為核心，以網(wǎng)絡基礎設施為條件，建立空間信息管理、共享與服務的平臺系統(tǒng)。 （ 2） 對兵團已開發(fā)完成的與農(nóng)業(yè)相關(guān)的模型、軟件和系統(tǒng)與國內(nèi)較為 成熟的農(nóng)情遙感監(jiān)測模型進行集成、同化與完善，建立從遙感數(shù)據(jù)獲取、專題數(shù)據(jù)采集、模型分析到種植面積量算、長勢及病蟲害監(jiān)測與產(chǎn)量預測等業(yè)務流程一體化的兵團農(nóng)業(yè)信息服務系統(tǒng)。 （ 3） 在數(shù)字水利建設的框架體系下，構(gòu)建集水利信息采集、傳輸、儲存、處理到水資源預測、洪災監(jiān)測與洪災損失評估、土壤墑情監(jiān)測與旱情預警等專業(yè)應用系統(tǒng)為一體的兵團水利信息服務系統(tǒng)。對兵團水資源的開發(fā)，利用和管理提供信息化服務，為水資源的高效利用及生態(tài)環(huán)境保護提供科學決策依據(jù)。 （ 4） 采集歷史土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用規(guī)劃圖、土地利用質(zhì)量評價圖等專題 圖件，進行數(shù)字化處理。如果已經(jīng)數(shù)字化，進行規(guī)范化處理，建立土地資源數(shù)據(jù)庫。同時，需要采集與人口、耕地面積等有關(guān)的社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)項，為土地利用變化趨勢分析提供支持。 （ 5） 進行土地沙漠化遙感監(jiān)測，森林與防護林動態(tài)監(jiān)測，草地及其災害動態(tài)監(jiān)測，植被分布、植被動態(tài)及生態(tài)恢復監(jiān)測，建立生態(tài)環(huán)境及其災情監(jiān)測的信息管理與服務系統(tǒng)。 （ 6）以全球衛(wèi)星導航系統(tǒng) (GNSS)、有線與無線通信系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)等 12 一系列高新技術(shù)為一體化支撐平臺，充分利用數(shù)字化、網(wǎng)絡化和系統(tǒng)集成技術(shù)，建設石河子市公共安全與應急反應管理系統(tǒng)， 使應急管 理與決策過程更加科學化、規(guī)范化、制度化 ， 提高 公共安全應急管理 能力 ，服務于社會與經(jīng)濟建設的總體發(fā)展 戰(zhàn)略。 （ 7） 為確保各邊境團場的安全和生產(chǎn)任務的落實，依托 PSTN 網(wǎng)，充分利用北斗導航定位系統(tǒng)及 GSM/CDMA 移動通信網(wǎng)，開發(fā)了“邊防執(zhí)勤動態(tài)管理系統(tǒng)”。為軍警民聯(lián)防、聯(lián)建、聯(lián)管提供了一個指揮協(xié)調(diào)的平臺，實現(xiàn)對值勤分隊到點到位情況的管控、邊情及時處理等。 （ 8） 從行政手段、技術(shù)途徑、利益機制等方面著手，建立兵團各部門之間的空間數(shù)據(jù)共享機制與形式；通過集成、完善與開發(fā)系統(tǒng)所需軟硬件環(huán)境，最終建立一個能業(yè)務化運行 的兵團空間信息共享與服務系統(tǒng)，為兵團、各專業(yè)局委以及各師團提供空間數(shù)據(jù)與空間信息產(chǎn)品服務。 研究與開發(fā)任務與內(nèi)容 空間信息管理與服務平臺 的建立 研究重點 研究 制定兵團空間信息服務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、管理規(guī)范；集成與完善現(xiàn)有空間數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，建立多分辨率、多時相的綜合遙感數(shù)據(jù)庫、基礎地理信息數(shù)據(jù)庫與各專題數(shù)據(jù)庫等；并以空間數(shù)據(jù)庫為核心，以網(wǎng)絡基礎設施為條件，建立空間信息管理、共享與服務的平臺系統(tǒng)。 主要研究內(nèi)容 （ 1） 空間信息管理與服務平臺的架構(gòu) 空間信息管理與服務平臺是有機連接空間信息獲取系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理 與管理 系統(tǒng)、決策支持模型系統(tǒng) 以及業(yè)務 服務系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境。 它的建成將為兵團以對地觀測數(shù)據(jù)為主的空間信息共享、空間信息產(chǎn)品生產(chǎn)與服務提供一個基礎平臺。空間信息管理與服務平臺 大致包括以下幾個部分：空間數(shù)據(jù)獲取與處理系統(tǒng)、空間與非空間信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、空間信息產(chǎn)品加工與決策支持系統(tǒng)、空間信息網(wǎng)絡 13 發(fā)布與服務系統(tǒng)、以及建立和完善的各空間數(shù)據(jù)分中心（各專業(yè)局委、各師團分中心）等（圖 1）。 空間數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)與 處理系統(tǒng)、空間與非空間信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為空間信息服務系統(tǒng)的基礎。主要是集成現(xiàn)有對地觀測數(shù)據(jù)獲取手段，獲取與處理滿足兵團農(nóng)業(yè)、水利、土地、生態(tài)環(huán)境與公共安全等所必須的多分辨率與多時相遙感數(shù)據(jù)、圖 1 兵團空間信息管理與業(yè)務平臺結(jié)構(gòu)組成 空間信息管理與服務平臺 行業(yè)產(chǎn)品生成與服務 農(nóng)業(yè) 水利 土地 生態(tài)環(huán)境與災情監(jiān)測 公共安全 共享網(wǎng)會員用戶 公眾 Inter 電子地圖服務 普通用戶 … 空間數(shù)據(jù)共享服務 網(wǎng)絡連接 空間信息查詢與分析服務 用戶層 產(chǎn)品與服務 平臺 空間數(shù)據(jù) 數(shù)字化輸入 格式化與規(guī)范化 元數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)錄入 近地遙感 航空遙感 衛(wèi)星遙感 非空間信息數(shù)據(jù)庫 基礎地理信息數(shù)據(jù)庫 綜 合遙感信息數(shù)據(jù)庫 專題 數(shù)據(jù)庫 基礎 /專題圖件 統(tǒng)計數(shù)據(jù) 文字資料等 圖像處理 /融合 各專業(yè)局委分中心 師團 分中心 數(shù)據(jù)分中心 （已建成） 共享訪問 政府專用網(wǎng) 各級職能部門用戶 14 基礎地理數(shù)據(jù)與各專題空間 /非空間數(shù)據(jù)，建立空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?？臻g信息產(chǎn)品加工、決策支持系統(tǒng)以及空間信息網(wǎng)絡發(fā)布與服務系統(tǒng)則主要是通過對現(xiàn)有的、比較成熟的方法、模型進行集成與完善，運用 GIS、遙感、海量空間數(shù)據(jù)管理與網(wǎng)絡技術(shù)等，建立空間信息的共享平臺，負責空間數(shù)據(jù)的管理、存儲、查詢、分析與可視化，生產(chǎn)高級空間信息服務產(chǎn)品，實 現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的共享與信息服務。該平臺系統(tǒng)還必須具有開放接口，能夠與其他專業(yè)局委與各師團數(shù)據(jù)分中心實現(xiàn)授權(quán)共享。該服務系統(tǒng)服務的主要對象包括兵團各職能部門、各農(nóng)業(yè)師、各團場的決策與管理，電子地圖服務可以是通過 Inter 面向公眾。 考慮到各專業(yè)局委、各師團已建或?qū)⒂凶约旱膶I(yè)數(shù)據(jù)中心，在空間信息管理與服務平臺建設中，應采用當前先進的空間信息網(wǎng)格（ SIG）技術(shù)，建立一個分布式的空間信息管理與服務平臺（圖 1）。以空間信息管理與服務平臺作為主中心，各專業(yè)局委、師團的數(shù)據(jù)中心為分中心，通過網(wǎng)絡共享機制，實現(xiàn)各數(shù)據(jù)中 心的共享?？臻g信息管理與服務平臺主要是服務于兵團各專業(yè)局委、師團職能部門，各數(shù)據(jù)分中心則通過授權(quán)許可的方式，通過空間信息管理與服務平臺實現(xiàn)彼此之間的共享服務。 （ 2） 空間數(shù)據(jù)的獲取、處理與數(shù)據(jù)庫 集成已有不同時間分辨率、光譜分辨率、空間分辨率的遙感衛(wèi)星、建設中的航空遙感系統(tǒng) 、近地遙感系統(tǒng)及 當?shù)貓F場 建 設的地面監(jiān)控系統(tǒng)，形成 以 “北京一號”小衛(wèi)星、 航空遙感系統(tǒng) 等為主的“ 空天地 ” 相結(jié)合的立體式 遙感 信息獲取系統(tǒng) 。多源遙感數(shù)據(jù)經(jīng)過預處理和數(shù)據(jù)融合，建立綜合遙感影像數(shù)據(jù)庫，為專題遙感信息提取提供符合精度要求的圖像數(shù)據(jù) ，并實現(xiàn)與其它類型數(shù)據(jù)的連接。 通過對基礎測繪圖件進行數(shù)字化、規(guī)范化處理，建立基礎地理信息數(shù)據(jù)庫。在統(tǒng)一的空間框架下，以數(shù)字化的各類地形圖、專題圖為基礎，建立矢量數(shù)據(jù)圖層和數(shù)字地面模型（ DEM），并建立基于基礎 GIS 平臺的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 通過集成已有成果與圖件數(shù)字化相結(jié)合的方式，建立農(nóng)業(yè)、土地、水資源與生態(tài)環(huán)境等相關(guān)的專題基礎數(shù)據(jù)庫，為空間信息服務提供決策支持。 除了空間數(shù)據(jù)，還有各種社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在兵團農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)以及生態(tài)環(huán)境保護監(jiān)測中都十分重要，因此需要處理與錄入社會經(jīng)濟等非空間數(shù)據(jù)，建立社