探索中国通信信息中心遥感卫星与公路融合技术现状

　“遥感是军民两用技术，通过军民融合示范项目的牵引，现已广泛应用于交通运输领域，特别是交通精准扶贫、计划执行情况评估、建设监管和灾害应急等方面，是‘三去一降一补’的重要抓手，是交通运输行业加强事中事后监管的一个典型案例，也是交通运输军民深度融合的直接体现。”中国交通通信信息中心（简称“通信中心”）主任曹德胜表示。 遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术，是根据电磁波理论，应用各种传感器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，进行收集、处理，并最后成像，从而探测和识别地面各种景物的一种综合技术。 遥感卫星，业内俗称为“天眼”，平时看似 遥远的高科技，如今已经来到你我身边，正在融入交通运输行业各个领域。8月22日，本刊记者来到通信中心，探索遥感卫星与公路的融合。

　　“天眼”发力惠及交通

　　一向以军事应用为主的卫星如何与交通运输行业结缘？“地震、洪水等灾毁情况严重时，导致道路通行受阻，无法得知震中情况。因此，卫星被应用到应急救灾中，遥感影像增强技术能够计算灾毁面积、核实并备案修建工作等情况。2014年，‘四好农村路’被提出以后，通信中心开始将遥感应用到农村公路领域，用于农村公路加宽、硬化核查等。”曹德胜告诉记者。

　　自此，遥感技术与公路紧密相连。具体来说，遥感技术目前已经实现部级层面落地应用，主要为支撑交通运输部各司局开展督导工作，包括建制村通硬化路完成情况、新改建农村公路完成情况、中央投资新改建项目（高速公路、国省干线）建设进度、公路灾毁重建项目、公路灾害应急处置与保障、内河航道船只拥堵情况跟踪等核查与评估工作。 而在省级应用层面，则主要是支撑各省交通运输主管部门开展相关管理工作，包括公路基础设施底数调查、农村公路精准扶贫核查、重大建设项目计划核查、“组组通”规划核查、重大工程监管、交通灾害监测与应急保障、公路水毁监测与评估、形变监测、交通B I M应用、交通“一张图”建设等。

　　助力“四好农村路”建设

　　“目前，通过遥感影像信息提取、综合分析等方法手段能够识别提取交通路线，交通基础设施，交通地形、环境等各类交通信息，为农村公路规划、设计、建设和管理决策与服务等一系列应用提供科学技术手段， 为交通运输行业提供更为直观、有效的空间信息支撑。”初踏进通信中心大门，工作人员便这样告诉记者。

2015年10月至2017年1月工程4期施工进度对比

　　观测对比左右路段，蓝色实线为已铺装路段，橙色虚线为未铺装路段。

　　据通信中心空间信息事业部交通遥感所总监李丽介绍，利用高分辨率遥感影像数据，能够清楚地看到农村公路的数量、分布、走向、里程、宽度、类型，以及建制村和自然村的位置、户数、通畅情况等，能够彻底摸清农村公路底数，打通交通精准扶贫最后一公里，提高农村公路数据的客观性和准确性。同时，基于遥感技术核查农村公路通达通畅情况，科学准确评估农村公路建设需求，为农村公路建设提供客观精准的信息支撑。

　　以湖南为例，2015年以来，通信中心利用高分遥感技术，帮助湖南完成了全省21万平方公里土地上超过19 万公里农村公路的调查与核查工作， 准确查清了该省农村公路的现状，摸清建设需求，助力打通该省交通精准扶贫的“最后一公里”。

　　跟踪核查农村公路建设规划计划，增强农村公路建设监管。在摸清农村公路现状基础上，利用遥感影像核查结果与上报的农村公路、组组通、村村通等建设规划与计划进行对比分析，找出虚报里程、已建后补等情况，及时评估农村公路项目的开工情况、建设进度和通车情况，实现农村公路建设事中、事后监管。

　　图为通过车载激光扫描仪对青藏公路（109国道）进行数据采集所获得的三维点云数据，该成果能够客观准确的反映公路的实际情况并为各项交通业务的开展提供基础数据支撑。

　　以贵州为例，通信中心完成了全省9市州88个县4万多个村组，9.7万多公里通组公路的核查，为贵州交通主管部门摸清扶贫规模，核查各级上报建设需求的准确性提供了可靠的依据，提升了扶贫的精准性，保障了扶贫资金的有效使用。

　　支撑公路安防工程现状分析，辅助农村公路日常养护。针对急弯陡坡、临水临崖等重点路段，可以通过遥感三维建模与地形分析技术，提取重点路段的坡度、转弯半径、安全设施等信息，辅助安全隐患排查，对农村公路的安全治理规划、高危路段改造评估等提供科学技术手段支持。

　　2015年，通信中心开展了川藏公路、青藏公路三维数据扫描采集工作，利用遥感数据对重点路段地形地貌进行三维建模，为西藏地区道路管理养护提供数据支持和可视化平台，为辅助公路日常养护提供了一种新手段。 辅助农村公路客运班线制定，加强农村公路运行管理。利用高分遥感影像和核查数据，对农村客运班线通达情况进行评估，分析线路是否具备通客运班车的条件，对路面宽度、道路坡度、转弯半径、窄桥、高边坡等进行综合分析，可以为农村客运班线的线路制定调整提供辅助决策支持。

　　链接1：以湖南为代表的“四好农村路”建、管、养、运遥感服务创新模式 

湖南省是首个利用遥感技术开展“四好农村路”核查的省份。遥感技术现已应用于湖南省“四好农村路”建、管、养、运的全业务链条，既提供了全面准确的信息支撑，同时也提供了科学有效的评估手段，形成了一项新型服务模式。

　　在农村公路的规划阶段，利用遥感技术客观准确评估农村公路的建设需求量，合理规划路线；在建设计划制定阶段，使用遥感技术核查农村公路计划的合理性、真实性，将每一分资金用到实处。在建设完成后，利用高分辨率遥感影像对农村公路建设情况进行核查，及时发现公路的建设里程、宽度、材质、路线等是否按计划建设，在一定程度上避免降低标准、以次充好的现象发生。在养护运维阶段，可及时发现公路水毁、油返砂、危桥、滑坡等问题，准确分析农村公路提质改造和安全改造的工程量。

　　2015 年以来，通信中心利用高分遥感技术，完成了8 0 0 0 多个贫困村和50多个贫困县的通达、通畅情况核查的工作，准确查清了全省农村公路的现状，评估了农村公路计划执行完成情况，掌握了贫困规模与农村公路实际建设需求。湖南已经形成了农村公路“建、管、养、运”遥感服务模式，对于提高湖南省公路建设基础数据质量，保障交通建设、管理、养护、运营相关规划、计划等的准确性、指导性具有重要意义。

　　观测对比左右路段，蓝色实线为已铺装路段，橙色虚线为未铺装路段。

　　省钱、省时、省力

　　与传统的农村公路建、管、养、运方式相比，遥感技术在农村公路的应用具有较多优势。

　　在规划阶段，节省人力、物力成本。例如，我国的高分二号卫星每幅的覆盖范围为500多平方公里，审核3000公里的道路线位，最多2天即可完成。而利用传统的采集方式，大约需要2个月到3个月的时间。

　　在建设阶段，利用遥感能够掌握施工进度，根据模型快速算出施工进程，也能够观测到施工队伍现场组织和施工条件的动态变化，知晓施工动态。

　　在养护阶段，能够快速高效地核查公路现状，掌握需要养护路段。要全面掌握农村公路的通达情况，仅靠传统人工巡查、报送的手段，无法避免瞒报、误报、错报、漏报等情况。遥感技术作为高科技信息化手段，在能够保证真实性的同时大大提高效率，还节省了资金。

　　“遥感技术在农村公路的应用，也倒逼技术的发展进步。”曹德胜介绍说，基于公路养护的需要，遥感技术已经能够识别公路路面材质等。

　　在未来，公路的养护是持续进行的，人工巡检需要耗费大量时间并且非常辛苦，且现在越来越少的年轻群体愿意从事养路工作，遥感技术代替人工巡检是大势所趋。

通信中心与空客公司的签约揭牌仪式

　　拥抱新技术，迎接新业态

　　借鉴几次工业革命的历史，技术潮流的到来如龙卷风一样，一旦来临，势不可挡。对于公路行业从业者来说，如今行业新业态已经来临，遥感技术必将为“四好农村路”带来益处，只有勇敢拥抱新业态，迎接、吸收新业态，借助技术的东风为传统行业注入新的活力。

　　2017年3月3日，交通运输部军民融合工作领导小组召开会议，要求推进交通运输军民融合由“初步融合” 向“深度融合”发展迈进。在2018 年，交通运输部不断提及加深遥感技术与交通的深度融合。2018年至2019 年，每年在全国17个省市应用遥感技术。这是加快推进新旧功能转变的方式，公路领域很多传统手段已经不足以提升行业生产力水平，寻找提高生产力的新方法、新途径成为必然。

　　“目前，高分遥感已经深度应用到很多民用领域，公路如果能够拥抱遥感技术，那么整个行业生产力水平至少提高一倍。”

　　遥感技术虽然已经成功应用到“四好农村路”中，但其本身仍然是根据需要而不断发展的，“目前，高分影像的空间分辨率仍在不断提高， 影像获取及时性及真实性也在不断提高……发展是永无止境的。多技术的融合，是今后交通遥感技术应用的必然趋势。”曹德胜表示，作为较传统的公路行业，遥感技术在交通运输行业的应用已经落后于其他领域了，更应该策马加鞭，加强遥感技术在行业中的应用广度及深度。

　　链接2：通信中心业务核心

　　通信中心兼顾科研院所、事企单位的优势，拥有90余人的交通遥感专业团队，75%以上是遥感、测绘、地理信息系统等相关专业的优秀博士、硕士人员，是国内最早从事交通遥感技术研究与应用的专业团队，目前已经在路网自动化提取、InSAR形变监测、道路路域变化检测、路面健康状况检测与评估等多项技术上取得了突破性成果，并于2018年荣获地理信息科技进步奖一等奖。作为交通运输部部属单位，中心与军方、资源卫星应用中心、空客公司、二十一世纪应用股份有限公司等单位签订了合作协议，并与空中客车集团防务与航天公司成立了联合实验室，具备专用数据传输链路，能够快速获取国内外遥感影像数据，能够及时全面地掌握行业需求，实现交通运输行业的工程化遥感应用。通信中心在产学研研究基础上，紧扣交通业务需求，打造交通遥感应用基础平台，主动协助交通主管部门推进交通遥感应用的标准规范制定，形成遥感服务的长效机制模式，为部省相关业务提供了辅助支撑。