科技支撑计划项目可行性研究报告

('附件1：国家科技支撑计划项目建议书（格式）项目名称：“数字兵团”空间信息综合应用关键技术集成与服务平台建设建议单位：石河子大学、北京大学二○○七年四月十六日项目概况表项目名称“数字兵团”空间信息综合应用关键技术集成与服务平台建设经费需求（亿元）其中国拨（亿元）实施周期（年）√重大项目□重点项目所属领域□能源□资源□环境√农业□材料□制造业□交通运输□信息产业与现代服务业□人口与健康□城镇化与城市发展□公共安全与其他社会事业项目与《纲要》的衔接性□明确列入《纲要》农业领域农林生态安全与现代林业及农业精准作业与信息化优先主题□明确列入《纲要》公共安全领域国家公共安全应急信息平台优先主题□基本属于《纲要》水和矿产资源领域综合资源区划优先主题范畴□其他（请说明）项目与重大工程、重大装备、行业重点业务工作或引进消化吸收项目的结合性□是国家空间信息基础设施建设与应用工程的关键配套技术□没有明确的依托工程□其他（请说明）项目与部门（地方）科技需求的衔接□需求提出单位：新疆生产建设兵团□其它（请说明）创新类型√原始创新√集成创新□引进消化吸收再创新项目完成时的应用类型□形成自主研发能力□形成规模生产能力□局部试点示范√较大范围推广应用项目组织单位的建议牵头组织单位建议：新疆生产建设兵团其他组织单位建议：石河子大学、北京大学、国家农业信息化工程技术研究中心、中国科学院新疆生态与地理研究所、农垦科学院（列前五个）编写说明1．项目建议应符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》（以下简称《纲要》）重点领域及其优先主题的任务，支撑实施最新或国家重大战略部署，并符合《国家科技支撑计划管理暂行办法》规定的立项要求。2．各有关部门、地方及有关单位结合本行业、本地区等发展需求，提出项目建议，正式行文并同时通过科技部门户网站（www.most.gov.cn）上的“国家科技计划项目申报中心”报送科技部。3．报送项目建议书时，应一并附上《国家科技计划项目概算申报书》。一、项目立项的必要性及需求分析1.1项目立项背景随着计算机技术、网络技术的飞速发展，人类已进入以信息化为主要特征的新经济时代。发达国家加快了信息基础设施和空间基础设施建设的步伐，1998年1月，当时的美国副总统戈尔提出了“数字地球”的概念，引发了继“信息高速公路”、“知识经济”以后的第三次信息浪潮。空间信息基础设施是支持地理空间信息网络共享和应用的基础，是国家信息基础设施的重要组成部分。21世纪全球空间信息技术进入一个技术全面更新和产业化应用的新时期，其应用技术步入网络化、集成化和智能化为特点的新阶段。空间信息技术应用在国民经济社会发展中的地位正在不断提高，空间信息产业可望成为信息产业中具先导性的重要组成部分，其发展水平直接影响一个国家的综合国力和国家安全。1998年6月，江泽民总书记在两院院士会上提出了关于中国发展“数字地球”的思路，指明了发展信息技术，加快建设国家信息基础设施，早日实现中国的“数字地球”，是我国争先抢占世界科技、产业和经济制高点，走向21世纪的知识经济的发展战略。“十五”期间，许多地区和部门相继制定了数字省区和覆盖本领域的数字工程项目发展规划，如北京市已实施了“数字北京”总体框架和发展规划，“数字海南”、“数字山西”、“数字福建”、“数字浙江”、“数字陕西”等规划也在制定之中。2001年10月，继国办发53号文后，国家计委、国家地理空间信息协调委员会召开了“国家空间信息基础设施发展战略研讨会”，指出“必须将国家空间信息基础设施的建设和应用作为国民经济和社会信息化的重要内容，应加快发展，以带动地理空间信息技术的应用和相关产业的发展，并进一步推动经济结构的战略性调整”，更引发全国十几个省、直辖市拉开建设“数字省区”地理空间基础框架的序幕。我国政府把《国家空间信息基础设施建设与应用“十一五”规划》列入国民经济和社会发展第十一个五年计划的专项规划序列。规划针对我国目前地理空间信息领域的发展需要，提出支持信息基础设施的空间信息采集、处理技术的加速更新换代，空间信息基础设施的应用领域加速向全球范围和各个领域扩展，支持空间信息基础设施的国际标准体系的加速建立健全。国家空间信息基础设施建设与应用“十一五”规划目标是从整体上全面推进各级空间信息基础设施发展，初步建立分工明确、信息体系比较完整、信息交换与服务规范、技术和功能先进的国家基础地理空间信息采集、更新和共享服务的公共地理空间数据体系、网络体系、标准规范体系以及基础设施建设运行的保障体系。规划确定“十一五”期间的主要任务和需要重点建设的领域包括：依托电子政务工程全面推动各级基础性地理空间信息共享服务平台建设；以政府信息资源开发为重点，促进空间信息基础设施的应用；加强我国自主对地观测信息源建设，合理利用国内外两种资源、两个市场；加速推进地理空间信息共享标准规范的研制；大力促进地理空间信息产业发展，加快电子政务基础地理空间信息库建设；建设全国资源环境监测预测与综合评价的信息支撑体系；建立自然灾害综合监测、预测、评估和应急反应的公共地理空间信息平台等。新疆生产建设兵团（以下简称“兵团”）非常重视信息化建设，“十五”期间就制定了推进信息化进程，把推进经济和社会信息化放在优先位置。积极参与国家、兵团信息网络建设，形成经济、政务等信息服务网络。建设综合数据通信网络系统，发展综合信息传输产业。建设兵、师、团三级信息网络工程及信息应用系统，实现信息资源的快速交流和高度共享。利用现代信息技术服务于精准农业，实现农田灌溉、库渠测水、测土施肥、生态监控等方面的现代化管理。用现代信息技术改造和提高传统工业，以信息化带动工业化，发挥后发优势，推动工业整体素质的提高，并建立经济专家网络咨询系统，为经济决策服务。兵团在“十一五”总体规划的目标中，将地理空间信息基础设施发展规划列入重点专题规划之中，专门制定了《新疆生产建设兵团空间信息基础设施建设第十一个五年规划》，用于指导兵团空间信息基础设施建设的健康发展。规划指出：要继续加强信息化建设步伐，要求抓住机遇，充分开发利用兵团丰富的地理空间信息资源，全面提高兵团空间技术及其应用水平和促进相关产业的发展以信息化促进兵团各项事业的发展。规划提出了具体目标与任务：（1）为兵团空间信息基础设施建设提供基础地理框架，推进兵团空间信息基础设施建设，有效组织兵团现有信息资源，提高兵团地理空间信息的共享水平。（2）全面提高兵团地理空间信息资源的数字化、网络化和应用水平，充分发挥地理空间信息资源在兵团国民经济、社会与环境可持续发展中的作用。（3）加快空间信息基础设施建设，缩短基础地理信息更新的生产周期，有效的提高基础地理信息的现势性。（4）有效拓宽空间数据信息的应用面，为领导决策和社会、经济的可持续发展提供服务。（5）通过空间信息交换网络建设、数据库建设、应用示范项目的实施，为“金农工程”、“金土工程”、“金水工程”等搭建实施平台。（6）为兵团产业结构的大调整提供及时、准确、可靠的决策依据。虽然空间观测、信息采集、信息共享、信息发布、服务平台与网络传输等技术已较为成熟，但空间信息综合应用业务运行系统仍未真正建立和得到实际应用未能在行业中发挥作用。原因在于面向业务运行的关键技术没有很好的集成，致使各部门之间难以很好地协作，真正实现信息共享。解决国家级与省级空间信息综合应用服务系统关键技术与标准，并在此基础上建立业务服务系统，是我国集成过去研究的成果、深化空间技术的应用所必须迈出的一步。目前我国各级部门都在积极探索建立空间信息共享与业务运行机制，例如，北京市通过建立信息资源管理中心和信息化办公室，实行空间数据集中采购，统一处理，共同使用，取得了很好的社会经济效益，在空间信息技术综合应用方面进行了有益的尝试，为在兵团空间信息技术的集成应用、信息共享与服务系统的建立提供很好的借鉴和参考。综上所述，国家与兵团对空间地理信息基础设施建设与实施的重视程度、现行政策和规划为项目的实施提供了最佳时机；在兵团开展空间信息技术集成与应用研究，既符合国家发展也符合兵团发展的需要。1.2必要性和需求分析联合国的一份报告表明，人类社会经济生活中80％以上的信息与地理空间信息有关，地理信息技术大大改变人类观测和认识地球的方式，已广泛应用于资源调查、灾害、环境监测、规划、电力、商业等领域，取得了显著的经济社会效益，成为21世纪国际竞争的制高点之一，其发展水平直接关系到国家的综合国力和国防安全。实施西部大开发是我国党和政府面向新世纪做出的重大战略决策。加快开发西部地区，对于推动全国的改革和建设，保持国家的长治久安和实现中华民族的伟大复兴，不仅具有重大的经济意义，而且具有重大的政治和社会意义。改善生态环境、提高农业生产水平，是西部地区开发建设必须解决的一个重大课题。兵团是党政军企合一的特殊组织，肩负着“屯垦戍边”的历史使命，在国家实行计划单列，是一级预算单位，自行管理内部的行政、司法事务。1981年，以邓小平同志为核心的党中央第二代领导集体把握国际国内形势的发展变化和新疆境内外的复杂情况，决定恢复生产建设兵团，充分肯定兵团是新疆经济建设、社会稳定、民族团结、边防巩固的重要力量。兵团在边境地区的重要或关键地带共建成具有国防意义的边境团场32个，守护着1300公里长的国境线，筑起了“屯垦戍边”的国防屏障。以江泽民同志为核心的党中央第三代领导集体深谋远虑，更加关心重视兵团，要求兵团加快改革开放步伐，在发展社会主义市场经济新形势下进一步发展壮大，并帮助兵团特别是基础设施的建设，要求既要戍边维稳又要参与市场竞争。1997年召开的党的十五届全国代表大会给兵团的改革进一步指明了方向。新疆生产建设兵团在新的历史条件下要进一步发挥屯垦和戍边的作用，必须要建立较完善的社会主义市场经济体制，才能适应市场经济发展的要求，才能保证兵团完成国家赋予的政治和经济双重任务。“屯垦”就是发展，“戍边”就是维护稳定，兵团既要发展经济，又要维护新疆稳定和边防巩固。屯垦戍边是兵团担负的双重历史使命，二者相辅相成。经济得到了发展，也有力地支持了戍边任务的完成。五十年的屯垦戍边实践足以证明，新疆生产建设兵团的存在和发展，有利于维护国家的安全和统一，有利于加快新疆各族人民的团结进步，这不仅是国家最高利益和中华民族根本利益之所需，而且是实现祖国富强和民族复兴的重要保障。兵团作为新疆稳定、边防巩固的重要力量，始终坚持劳武结合，在打击和抵御境内外分裂势力的破坏和渗透活动，保卫祖国边疆的稳定和安全等方面，发挥了不可替代的特殊作用。兵团的发展，对加快新疆经济发展，促进民族团结，保持社会稳定，巩固边防，维护祖国统一，发挥着十分重要的作用。兵团经历了50年的发展，发展过程中得到了中央政府的高度重视，兵团也非常重视先进科学技术的应用与推广，兵团农业发展的经验与现状充分显示了“科学技术是第一生产力”的作用。农业的生产管理、规模化程度、机械化作业程度与农业新技术的应用推广水平都居全国前列，尤其在棉花生产方面。兵团棉花的种植面积占到新疆的40%，产量占到新疆的50%，占到全国的1/6，在国家棉花生产计划中占有举足轻重的地位，直接影响国家棉花生产安全与战略储备。近年来，兵团在围绕提高棉花生产的经济效益方面，采取了包括利用地理信息技术进行精准监测、精准施肥、精准灌溉与精准收获等六大精准农业技术，使棉花的生产现代化技术与手段位于全国先进水平。2005年国内生产总值331.12亿元。农业是兵团的经济基础，兵团有14个师，分布在自治区16个地州市，总土地面积745.42万公顷，现有耕地102.2万公顷。兵团拥有农业机械11.9万台，总动力160.7万千瓦，农业机械化水平达84％。人均占有棉花200公斤，粮料707公斤，在全国均排序第一，是国家级棉花基地；人均油料35.4公斤，排序第二。兵团地处大西北，是我国最大的商品棉生产基地，先进的种植管理模式、较高的集约化农业生产水平及所处独特的自然生态条件是我国最适宜实施遥感技术应用和发展精准农业的地区。兵团耕地面积平整连片，条田建设规范、机械化程度高，已实现了种植计划、耕作制度、技术措施、灌溉管理和产品收获等统一管理，农业新技术推广快，并在我国首先实施了以精准种子工程、平衡施肥、播种技术、灌溉技术和作物生长动态监控技术为核心的精准农业，对空间信息服务特别是遥感数据应用服务有着非常迫切的需求，并具有坚实的基础。同时，在新疆作物生长季节70%以上是晴天，大气干燥、灌溉农业、农田宜于控制等有利条件是其它省区无法相比的，为我国空间信息技术特别是遥感技术的应用和精准农业的实施提供了一个良好的舞台。兵团农业耕作区域属大陆性干旱与半干旱气候区，地理环境独特，生态环境脆弱，自然灾害频繁。作为国家的粮棉主产区，其干旱区支撑资源开发的生态环境相对比较脆弱，制约资源利用的自然灾害十分频繁，大规模人类活动和工程建设诱发的土地沙漠化与盐渍化、草场退化、河湖水质恶化、生物多样性减少等一系列生态环境问题日趋严重，保护生态环境，稳定并提高农业的生产水平，对兵团乃至整个国家都意义重大。近年来，随着兵团农业生产布局的调整、农作物品种的频繁更替、种植技术的不断创新等，病虫害的危害也随之出现显著的变化，并有日渐严重的趋势，由此带来的巨大的经济损失，危及到兵团农业的可持续发展和边疆少数民族地区的政治稳定。以低温冷害为例，2001年，兵团的北疆棉区遭受持续低温的冷害侵袭，致使四个农业师的棉花普遍减产30－50%，遭受了重大的经济损失；1999年、2000年草地蝗灾侵袭，呈严重爆发趋势，达到历史最高危害水平，全区蝗灾发生面积连续两年高达4000余万亩，各种灾害给新疆和兵团农牧业生产造成了严重的威胁。各种灾害的频繁发生与生态环境的恶化密切相关，现代信息技术特别是空间信息技术的应用，为重建与恢复生态平衡、实现减灾、防灾，促进兵团农业可持续发展提供了崭新的途径。兵团空间信息的基础设施建设已有了良好的前期基础，兵团从1999年开始，利用中国电信现有骨干网络已经形成以兵团机关为核心，由中国电信、中国铁通租用线路、卫星专网组成，覆盖兵团机关、主要企事业单位、14个师、4个县级市等的兵团光纤和无线数字通信城域网络，基本覆盖所辖师团和城镇，兵团家庭上网率达80%。基础地理信息资源数据库建设也初见成效，完成了常用的1：25万到1：100万的地形图测绘，数字化率到90%，以及各种专业矢量数据图层。GPS大地测量控制点从2005开始列入国家测绘行列，开始建设。农业、水土、林业等业务部门都建立了各自的空间技术数据库和应用模型。但是，兵团在空间信息基础设施建设方面还存在一些问题，如：（1）空间信息基础设施发展的统筹规划、协调管理相对薄弱，信息资源共享和保障信息安全问题还亟待解决；（2）地理空间信息获取和资源开发利用水平不高，信息与服务的标准化滞后；（3）现有信息资源开发利用水平普遍较低，离实际需要还存在相当的距离；（4）大地控制网建设方面基础薄弱；（5）基础测绘建设方面基础较弱。因此，把握我国政府乃至全球对空间信息基础设施非常重视的时机和充分利用现有条件，通过整合兵团现有的空间信息基础设施成果，建立兵团空间信息尤其是遥感信息的共享机制与深化空间技术的集成应用程度，对实现兵团农业信息化与建立“数字兵团”，促进屯垦戍边的现代化进程都是十分必要的。1.3经济与社会效益经济效益分析：“数字兵团”空间信息综合应用关键技术集成与服务平台建设旨在利用兵团特殊的体制与管理的一体化的优势以及新疆适合遥感等空间技术应用的特有自然与农业环境与模式，探讨空间信息技术在兵团内的共享机制与实现形式。兵团空间信息业务系统基础框架的建设，将为兵团机关部门和各师团的社会和经济可持续发展提供规划、设计和决策支持的基础地理框架信息，为电子政务的实施提供统一标准的基础地理信息支撑平台和环境。预期经济效益包括四个方面：一是通过空间信息与其它信息的统一采购与信息共享服务可节省信息数据费用近千万；二是通过空间遥感获取信息数据的费用大为降低且具有真实、客观、及时性；三是根据遥感数据精确实施空间变量水肥管理，提高农业用水及化肥利用效率，减轻环境污染、增加作物产量，每年可为兵团增加4亿元的收益；四是通过信息服务系统为农业生产产生效益6000余万元，为测绘、土地、交通等部门提供空间信息服务创造产值约480万元。社会效益分析：运用以遥感、地理信息系统、卫星定位系统为核心的地球空间信息技术，建立服务于兵团“屯垦戍边”的空间信息共享平台与服务系统，为兵团有关领导和部门提供全兵团准确及时的农业生产情况信息，便于对农业生产、水土资源监测与管理、林草监测、生态环境监测与保护、减灾防灾等公共安全与应急反应进行决策指挥。预期产生的社会效益包括以下七个方面：一是推动国产民用卫星发展。所建系统可广泛应用于基础地图测绘、数字城市建设、国土资源管理、农林资源与生态环境调查、大型工程建设和电子政务等；二是为兵团带来直接的经济效益，从而增加团场职工收入，繁荣团场经济与文化，稳定兵团职工队伍，更好地完成“屯垦戍边”的任务。三是改善目前兵团灌区调度手段，实现对主要流域的水情信息实时监测与预报、水利工程信息精确管理、灌区水资源合理配置等；四是减轻生态环境的污染和农产品的污染，节省的农业灌溉用水用于生态恢复与重建，对西部干旱与半干旱地区生态环境的保护作用与效益巨大；五是农业自然资源管理更为科学合理，为兵团农业与经济的可持续发展奠定良好基础；六是项目实施可以带动石河子大学在空间信息技术综合运用领域的学科建设、人才培养、产--学--研的联合体的构建；七是项目的建设成功，对于世界其它国家，尤其是中亚国家和地区，在应用空间信息技术为发展生产与经济服务方面有重要的借鉴作用。二、项目目标及主要任务2.1主要目标本项目的总体目标是利用兵团特殊体制与管理一体化的特点，新疆地区有适合遥感等空间技术发挥的特殊自然环境（天高云淡，地域广阔）与集约化、规模化的农业生产模式以及农业机械化、信息化程度高的优势，通过集成与完善现有地球观测数据获取系统、数据与模型，在现有网络基础设施的基础上，搭建兵团空间信息服务与共享平台，最终建立一个能业务化运行的、服务于兵团、各职能部门、各农业师、各农牧团场的空间信息服务系统，为兵团屯垦戍边提供支持具体目标可分解为以下8个方面：（1）制定兵团空间信息服务系统的数据采集、处理、管理规范；集成与完善现有空间数据获取系统，建立多分辨率、多时相的综合遥感数据库、基础地理信息数据库与各专题数据库等；并以空间数据库为核心，以网络基础设施为条件，建立空间信息管理、共享与服务的平台系统。（2）对兵团已开发完成的与农业相关的模型、软件和系统与国内较为成熟的农情遥感监测模型进行集成、同化与完善，建立从遥感数据获取、专题数据采集、模型分析到种植面积量算、长势及病虫害监测与产量预测等业务流程一体化的兵团农业信息服务系统。（3）在数字水利建设的框架体系下，构建集水利信息采集、传输、储存、处理到水资源预测、洪灾监测与洪灾损失评估、土壤墒情监测与旱情预警等专业应用系统为一体的兵团水利信息服务系统。对兵团水资源的开发，利用和管理提供信息化服务，为水资源的高效利用及生态环境保护提供科学决策依据。（4）采集历史土地利用现状图、土地利用规划图、土地利用质量评价图等专题图件，进行数字化处理。如果已经数字化，进行规范化处理，建立土地资源数据库。同时，需要采集与人口、耕地面积等有关的社会经济统计数据项，为土地利用变化趋势分析提供支持。（5）进行土地沙漠化遥感监测，森林与防护林动态监测，草地及其灾害动态监测，植被分布、植被动态及生态恢复监测，建立生态环境及其灾情监测的信息管理与服务系统。（6）以全球卫星导航系统(GNSS)、有线与无线通信系统、地理信息系统等一系列高新技术为一体化支撑平台，充分利用数字化、网络化和系统集成技术，建设石河子市公共安全与应急反应管理系统，使应急管理与决策过程更加科学化、规范化、制度化，提高公共安全应急管理能力，服务于社会与经济建设的总体发展战略。（7）为确保各边境团场的安全和生产任务的落实，依托PSTN网，充分利用北斗导航定位系统及GSM/CDMA移动通信网，开发了“边防执勤动态管理系统”。为军警民联防、联建、联管提供了一个指挥协调的平台，实现对值勤分队到点到位情况的管控、边情及时处理等。（8）从行政手段、技术途径、利益机制等方面着手，建立兵团各部门之间的空间数据共享机制与形式；通过集成、完善与开发系统所需软硬件环境，最终建立一个能业务化运行的兵团空间信息共享与服务系统，为兵团、各专业局委以及各师团提供空间数据与空间信息产品服务。2.2研究与开发任务与内容2.2.1空间信息管理与服务平台的建立2.2.1.1研究重点研究制定兵团空间信息服务系统的数据采集、处理、管理规范；集成与完善现有空间数据获取系统，建立多分辨率、多时相的综合遥感数据库、基础地理信息数据库与各专题数据库等；并以空间数据库为核心，以网络基础设施为条件建立空间信息管理、共享与服务的平台系统。2.2.1.2主要研究内容（1）空间信息管理与服务平台的架构空间信息管理与服务平台是有机连接空间信息获取系统、数据处理与管理系统、决策支持模型系统以及业务服务系统的软硬件环境。它的建成将为兵团以对地观测数据为主的空间信息共享、空间信息产品生产与服务提供一个基础平台。空间信息管理与服务平台大致包括以下几个部分：空间数据获取与处理系统、空间与非空间信息数据库系统、空间信息产品加工与决策支持系统、空间信息网络发布与服务系统、以及建立和完善的各空间数据分中心（各专业局委、各师团分中心）等（图1）。空间数据获取系统与处理系统、空间与非空间信息数据库系统作为空间信息服务系统的基础。主要是集成现有对地观测数据获取手段，获取与处理满足兵团农业、水利、土地、生态环境与公共安全等所必须的多分辨率与多时相遥感数据、基础地理数据与各专题空间/非空间数据，建立空间数据库系统。空间信息产品加工、决策支持系统以及空间信息网络发布与服务系统则主要是通过对现有的、比较成熟的方法、模型进行集成与完善，运用GIS、遥感、海量空间数据管理与网络技术等，建立空间信息的共享平台，负责空间数据的管理、存储、查询、分析与可视化，生产高级空间信息服务产品，实现空间数据的共享与信息服务。该平台系统还必须具有开放接口，能够与其他专业局委与各师团数据分中心实现授权共享。该服务系统服务的主要对象包括兵团各职能部门、各农业师、各团场的决策与管理，电子地图服务可以是通过Internet面向公众。考虑到各专业局委、各师团已建或将有自己的专业数据中心，在空间信息管理与服务平台建设中，应采用当前先进的空间信息网格（SIG）技术，建立一个分布式的空间信息管理与服务平台（图1）。以空间信息管理与服务平台作为主中心，各专业局委、师团的数据中心为分中心，通过网络共享机制，实现各数据中心的共享。空间信息管理与服务平台主要是服务于兵团各专业局委、师团职能部门，各数据分中心则通过授权许可的方式，通过空间信息管理与服务平台实现彼此之间的共享服务。（2）空间数据的获取、处理与数据库集成已有不同时间分辨率、光谱分辨率、空间分辨率的遥感卫星、建设中的航空遥感系统、近地遥感系统及当地团场建设的地面监控系统，形成以“北京图1兵团空间信息管理与业务平台结构组成空间信息管理与服务平台行业产品生成与服务农业水利土地生态环境与灾情监测公共安全共享网会员用户公众Internet电子地图服务普通用户…空间数据共享服务网络连接空间信息查询与分析服务用户层产品与服务平台空间数据数字化输入格式化与规范化元数据数据录入近地遥感航空遥感卫星遥感非空间信息数据库基础地理信息数据库综合遥感信息数据库专题数据库基础/专题图件统计数据文字资料等图像处理/融合各专业局委分中心师团分中心数据分中心（已建成）共享访问政府专用网各级职能部门用户一号”小卫星、航空遥感系统等为主的“空天地”相结合的立体式遥感信息获取系统。多源遥感数据经过预处理和数据融合，建立综合遥感影像数据库，为专题遥感信息提取提供符合精度要求的图像数据，并实现与其它类型数据的连接。通过对基础测绘图件进行数字化、规范化处理，建立基础地理信息数据库。在统一的空间框架下，以数字化的各类地形图、专题图为基础，建立矢量数据图层和数字地面模型（DEM），并建立基于基础GIS平台的数据库系统。通过集成已有成果与图件数字化相结合的方式，建立农业、土地、水资源与生态环境等相关的专题基础数据库，为空间信息服务提供决策支持。除了空间数据，还有各种社会经济统计数据，在兵团农业、城镇以及生态环境保护监测中都十分重要，因此需要处理与录入社会经济等非空间数据，建立社会经济数据库。四大数据库构成了兵团空间信息服务系统的基本数据库。1)多分辨率遥感数据获取、处理与影像库\uf06c多分辨率航天遥感信息获取系统集成在已有遥感卫星数据接收的基础上，根据新疆对空间信息的需求，通过与相关卫星资源主管部门建立合作关系与联络渠道，重点集成应用以下遥感资源：FY等气象卫星：利用我国已有的FY等气象卫星资源，与地方气象部门通力合作，获取生态环境监测与农业生产所需的气象宏观信息。中巴资源卫星：“资源一号”主要用于收集有关土地利用、农作物估产、水资源、探矿、城市规划、环境保护及海岸带监视等信息。“资源一号”卫星可提供CCD相机（1-5波段）、IRMSS扫描仪（6-9波段）和WFI宽视场成像仪（10、11波段）的数据产品，并可提供5个级别的数字图像产品。02星所配仪器比01星更为先进，可为国土资源、气象预报、城市规划、环境保护、森林火灾监控和农业产量预测等方面提供更加准确的数据图像。CBERS-1在新疆乌鲁木齐设有资源卫星地面接收站，其CCD数据产品249景覆盖全区。新疆已应用CBERS卫星资料建立了1:25万新疆地球资源卫星数据库和新疆CBERS-1影像镶嵌图，可逼真地反映新疆地形特征，应用效果良好，是全国第一个用CBERS-1产品建立的省级数据库和编制的镶嵌图。EOS/MODIS：新疆已建立EOS/MODIS卫星接收站（中科院新疆生地所、气象局），并已广泛应用于生态环境监测、湖泊变化、作物估产等方面研究与应用。EOS/MODIS数据以较高的光谱分辨将对新疆生态环境建设、受损生态环境恢复监测和洪水等自然灾害监测起到积极作用。“北京一号”小卫星：“北京一号”小卫星于2005年10月27日发射，现已经投入商业运行。高空间分辨率和高时间分辨率卫星数据始终是影响新疆遥感技术发展的重要因素，而小卫星计划能够灵活地解决此信息源问题。目前，新疆正建设小卫星数据接收站，以期为新疆生态环境建设、水土林草资源管理、灾害防治与监测和精准农业提供新疆全境的实时数据。除“北京一号”小卫星外，环境和灾害监测小卫星即将发射，能够为新疆区域提供很好的高空间分辨率、高光谱和雷达遥感数据。与国外卫星遥感数据相比，数据易于获得，价格性能比高。微波遥感数据：目前商业化的航天微波遥感数据获取系统越来越多，能提供高空间、高时间分辨率的微波遥感数据，如欧空局（ESA）的ENVISAT，加拿大遥感中心（CCRS）的Radarsat系列以及日本今年2月发射的ALOS遥感卫星系统等。这些系统能够为微波遥感应用研究提供很好的数据源保障。\uf06c航空遥感信息获取系统利用国内已有的数字航空遥感系统，选择相应型号的飞机为飞行平台，进行航空遥感应用飞行试验，并在此基础上，进一步完善相机控制系统及其处理软件（图像拼接、几何纠正、辐射校正等），建设航空遥感系统。航空遥感优点显而易见，如灵活机动、数字摄影、高空间分辨率等，既可用于日常监测，又可用于应急监测和安防监控；既可用于农业与环境监测，又可用于城市测绘。航空遥感是卫星遥感的有益补充，有助于提高卫星遥感的应用效率和精度，如作物遥感估产涉及的播种面积估算等。\uf06c地面监控系统集成地面空间信息也是农业空间信息的重要组成部分。事实上，由于地表是作物种植、动物饲养的基础环境，地面空间信息的采集显得尤为重要，地面监测系统已成为航天、航空等空间信息获取系统集成技术中必不可少的一个组成部分。本项目根据航天、航空遥感系统及相关应用模型的要求，对示范区已建立的地面监控系统进行必要的增强和完善，并研究相关数据处理技术和信息提取方法与分析模型：a.针对棉花的分类和识别，完善地面遥感信息获取与处理技术。b.制作大比例尺地形图或农田电子地图，为遥感应用奠定地面基础。c.完善土壤墒情自动监测系统，利用土壤水分传感器监测不同区域、不同时期和不同深度的农田土壤含水量，结合无线通讯技术，将土壤水分数据传送到主控计算机的农场管理信息系统，形成不同时态土壤墒情分布GIS图。与相关部门、团场合作，运用地统计学方法，逐步建立大比例尺土壤类型、土壤养分分布图，为作物种植、变量施肥、产量与经济效益评估奠定基础。建设棉花单产模型试验与计算机同步模拟环境，使用GPS精准采棉机，为棉花遥感信息提取和单产模型评估与改进提供相关参数。\uf06c综合遥感影像数据库遥感图像库系统实现对原始图像数据按统一规范进行组织与管理，通过遥感图像软件的预处理、几何校正、图像增强等处理工作，为遥感信息提取提供定位精度高、信息丰富的图像数据。通过假彩色合成和与DEM信息的叠加分析，可实现遥感信息的多种可视化，为兵团农业生产与生态环境保护提供遥感数据产品。遥感数据的预处理步骤包括辐射增强、波段融合、几何纠正、镶嵌、匀色、正射纠正等（图2），使图像变为近平面投影的影像，而且色彩丰富、美观，为后期影像运用（数字影像图的制作，专题信息提取，可视化等）做好准备。经过预处理的遥感数据可以生成各级别的遥感数据产品，如：原始数据（L0）、经辐射纠正的产品（L1a）、经辐射纠正与几何纠正的产品（L1b），以及更高级别的产品（L2，L3…）。这些不同级别的产品在空间信息管理与服务平台下按一定的规范统一组织、管理与存储，建立综合遥感影像数据库，并通过网络环境实现兵团内部各部门之间的数据共享与使用。共享的形式可以是存储介质拷贝分发、网络下载与提供应用系统接口服务等。2)基础地理信息数据库基础地理数据是数字城市与数字区域建设中必须涉及的基础地理空间信息，主要以基础地图和各专题图的形式存在，包括几何图形数据和属性数据。对于已经数字化的空间图层数据，需要按统一规范和行业要求加以整合；对于以传统纸介质形式存在的地理基础数据，如地形图，则需要进行数字化处理，经过几何纠正与正射纠正，可以生成数字正射影像图（DOM）,进一步进行矢量编辑与处理，可以生成矢量图形数据产品（DLG）与数字栅格地图（DRG），对高程数据进行插值处理可以生成数字高程模型数据（DEM）。对于没有或者缺乏更辐射纠正几何纠正影像融合DEM正射纠正匀色与镶嵌图像增强不同时相色调调整精度与质量控制各级别遥感数据产品近地遥感航空遥感卫星遥感图2遥感图像预处理流程新的数据项，则根据需求运用遥感数据进行专题信息的提取，修编地理基础数据层。基础地理数据包括以地形图形式表示的各种空间信息：控制点、建筑物与人工构筑物、工矿与公共设施、道路与交通附属设施、水系与水工建筑、行政区划与境界、等高线与高程点、植被等。3)非空间信息数据库考虑到社会经济统计数据等非空间信息对政府决策与管理、公众服务等方面都是十分必要的，因此在空间信息管理与服务平台数据库系统中包括了以各种文档、报表和多媒体等形式存在的非空间数据。它可以进一步划分为结构化数据与非结构化数据，前者主要是指有一定结构，可以以表格的形式表达的数据，可用关系数据库的表或者视图表示；而非结构化数据是指没有明显结构，无法划分出固定的基本组成元素的数据，主要是一些文档、多媒体数据等，这类非空间数据多用html/xml、或者word文档方式进行管理，可通过资源目录以文件共享的方式进行发布。4)专题数据库专题数据主要是指涉及农业、水利、土地、城镇、生态环境等方面的空间专题信息与非空间信息，通常以专题地图的形式存在。传统的各专题信息主要以纸质地图的形式保存，经数字化的专题数据通常存储为GIS数据图层。在专题数据库建设中，必须依照各行业规范和空间数据的有关标准，对已经数字化的专题信息进行规范与集成；对于以纸质地图存在的专题数据，则需要进行数字化处理建立规范化的GIS数据图层，进行统一管理。专题数据库的内容主要包括：土壤类型、土壤质地、地质、地貌、土地利用、土地质量等级、水资源分布、农作物类型与分布、植被类型与分布、气象与气候因子（降雨、温度等）、气象与水文观测站点分布、农业设施分布、水利设施分布、道路交通等。这些专题信息经过数字化、标准化处理，实现统一管理，在各部门之间实现共享。建成后的空间信息管理与服务平台的主体数据库系统如图3所示（3）空间信息管理与服务平台1）网络基础设施的集成与完善目前兵团机关、兵团信息中心、兵团各师局、团场、高校与科研单位已构建和运行各类信息管理系统和业务应用系统，在信息化基础设施上有了一定的投入为实施空间信息管理与服务平台提供了重要的硬软件基础条件，积累了宝贵的经验。在此基础上，对其重新进行网络基础设施的构架与集成，将原有团场的网络设备划为兵团空间信息站（点）设备，原有师局的网络设备划为兵团空间信息分中心设备，按照兵团空间信息中心、空间信息分中心、兵团空间信息站（点）由高到低的三层结构搭建网络结构框架。本项目主要建立兵团空间信息数据共享网络平台，为空间信息采集、管理，各业务子系统的运行、调度决策及办公等提供一个安全、稳定、可靠、快速的网络环境，整合和完善原有软硬件资源实现平滑升级，并在项目实施过程中加以完善。空间信息管理与服务平台（中心节点）硬件环境由服务器（包括应用服务图3空间信息服务平台数据库系统地理信息系统平台综合数据库遥感影像数据非空间数据图形数据空间数据引擎元数据非空间信息数据库管理子系统综合遥感影像数据库管理子系统基础地理信息数据库管理子系统专题数据库管理子系统专题数据器、WWW服务器、DNS服务器、MAIL服务器、文件服务器、空间数据库服务器、非空间信息数据库服务器、目录服务器等）、工作站（网络管理工作站、图形与图像处理工作站等）、网络连接设备（路由器、交换机、防火墙、机柜等）和其它设备（存储设备、后备电源、输出设备等）构成。软件部分包含数据库软件、GIS软件、各子系统服务模块软件、中间件、开发工具软件、空间搜索引擎、遥感影像处理软件、图像处理软件、扫描矢量化软件、三维虚拟建模软件、操作系统软件、网络管理和防病毒软件等各类软件系统。三层体系中各局域网内部的网络接口将按照“网络综合布线系统与施工技术”规范进行设计连接。广域网连接可使用电信服务商提供的专线或其它无线传输方式，网络之间的接口可按标准协议执行。空间信息管理与服务平台网络拓扑结构如图4所示：2）空间信息资源目录与空间信息共享\uf06c空间信息资源目录空间信息数据共享平台内部（后台）综合数据库存储了海量的数据，可提图4空间信息管理与服务平台网络拓扑结构图供信息查询与检索。同时，该平台与兵团各师局、农牧团场互连了大量的网页并提供丰富的技术资料、共享软件和多媒体数据等FTP文件资源。为有效的利用这些资源，需开发基于WEB和FTP搜索引擎，以一定的策略在Web和FTP上采集、提取、组织、处理和存储网页或文件信息，并结合现有信息资源管理体制，建设资源目录管理层，在空间信息基础框架下实现信息资源的重新整合，统一制定信息资源共享和管理规范，理清数据建设情况和数据间的依赖性，形成高效、有序的信息资源管理体系，形成资源目录，提供对各职能部门信息资源的描述、检索、发现和定位服务，实现信息资源的互联互通。资源目录的总体逻辑架构可以划分为如下四层：数据源层、数据层、应用服务层和用户层（图5）。图5空间信息资源目录的总体逻辑架构\uf06c空间信息共享数据接口是各应用子系统与综合数据库进行数据传递与访问、子系统间互访、与已有业务系统对接，从而实现空间信息共享的关键。制订数据接口的核心是统一数据标准、明确数据流关系。各子系统应当明确与相关子系统的数据关系提出相关子系统必须提交的数据表要求和系统运行过程中的提交时间，对应子系统按照该提交数据要求在系统中进行相应设计，保证数据流动的通畅，这是基于数据的系统集成方案的关键，是数据平台接口设计的重要依据。数据的分类编码设计、数据库的设计、数据录入和质量检验都应遵循国家和行业主管部门的标准、规范、规程。数据关系与数据标准相辅相成，数据关系定义数据平台到子系统的输出接口，数据标准定义子系统到数据平台的输入接口。数据接口可考虑遥感影像数据与图形数据接口；地理基础数据的接口；非空间信息（属性数据）接口；应用子系统之间数据接口；专题数据接口；查询与分析服务接口等等。在已有业务系统和模块进行集成时，考虑开发部分中间件完成与新建系统数据的无缝对接。3）海量空间信息的存储、管理与可视化空间数据尤其是遥感影像数据通常都是GB甚至TB级的数据存储量。如何对这些数据进行存储、管理、查询显示以及可视化，是建设空间信息管理与服务平台过程中必须解决的技术问题，主要涉及到影像数据的快速压缩、无损或低损解压还原与显示技术、快速采样等方面。空间数据的存储、管理、查询显示以及可视化功能也是平台系统的一个重要建设内容之一，包括以下各功能模块：\uf06c数据转换模块包括数据转入与数据转出两方面的功能。从数据内容上又区分为图形数据转换和属性/非空间数据的转换两方面的功能。从转换操作的内容上还可以区分为：数据存储格式转换、投影坐标系统转换、矢量—栅格转换等。\uf06c图形矢量数据编辑模块包括常用图形对象的公共编辑功能，如图形对象的复制、粘贴、剪切、移动、增加、删除与撤消功能等；线对象的绘制与编辑功能，如线延长至指定线，节点移动、增加和删除，线与线之间的打断、裁剪与合并等功能；以及面对象边界的编辑，如：面对象的分割、面与面的合并、面边界的修改等功能。此外，还有矢量数据拓扑要素编辑功能，如拓扑节点的增删、拓扑边界的编辑等。\uf06c显示控制模块包括一系列对空间数据进行显示和对空间对象进行标注的功能，大致包括对视图进行管理的功能、多图层管理、空间对象标注以及一些方便显示浏览的功能。视图管理主要有开窗放大、缩小、漫游等；多图层管理包括显示或隐藏所选择图层、对各图层编辑状态、捕捉状态的设置等。标注功能主要是指根据属性项对空间对象的标注。其它显示功能还有鹰眼功能、缩略图功能、基本的对空间属性进行量算的功能等。\uf06c查询统计模块查询方式可以分为：“通过属性条件查询定位”、“通过空间定位查询空间属性信息”，以及“缓冲区查询”等方式。查询结果可以进行初步的统计分析。\uf06c空间分析模块空间分析是GIS的重要功能，是对空间数据进行信息挖掘和开发专业应用模型的基本工具，包括空间搜索分析、空间覆盖分析与空间统计分析等，在此不能一一述及。在兵团空间信息平台建设中，所采用的开发平台如ArcEngine已经将常用GIS的空间分析功能进行了集成与封装，无需从底层开发。根据平台空间信息服务的具体内容，开发与集成特定的空间分析模块，以满足空间信息管理与分析的需求。\uf06c三维模拟与仿真模块主要包括三维数据的快速装载与三维数据显示、三维漫游、三维场景要素显示、三维地形查询、三维可视化结果输出等。总之，本部分主要是为了开发集成平台空间信息存储、管理、显示、查询、分析与可视化的功能模块，实现对海量空间信息的管理与分析，同时为各业务服务产品的生成提供基础工具。（4）空间信息服务模块集成与开发\uf06c服务模块集成与开发架构项目利用GIS平台软件实现GIS的基本功能，运用通用编程软件、面向对象的可视化开发工具(如VisualBasic,VisualC++，Delphi，PowerBuilder等)，进行集成开发。充分利用可视化软件开发工具的高效方便的编码功能，实现各种专用的、复杂的分析方法，利用GIS工具软件完备的空间数据可视化分析处理功能大大提高应用程序的开发效率，使用面向对象的可视化软件开发出来的应用程序具有良好的外观和完善的功能，并且可靠性高，便于维护。集成化开发的方式采用链接型集成，基于具备OLEAutomation功能的GIS和可视化程序设计语言而设计，利用可视化程序设计语言设计一个统一的人机界面，实现对子系统分析模块中的应用模型调用和GIS地图功能菜单的操作。这种集成方式采用链接技术，不仅可提高系统的集成程度，而且还将GIS的空间分析功能和专业子系统的决策支持功能有机结合起来，使系统的整体功能得到了提高，是目前最佳的系统集成方式。如图6所示：\uf06c各服务子模块描述农业空间信息服务子模块：提供基于遥感的主要农作物空间分布、长势监测和产量估测；农作物旱情分析及土壤墒情监测；主要农作物病虫害监测；农田土壤肥力监测评价等服务。B/S方式C/S方式专业服务系统人机交互界面各服务功能模块农业信息服务水资源管理服务土地资源管理服务生态环境监测与评价…电子地图服务空间数据查询服务空间数据共享服务各行业产品发布GIS软件平台+专业模型非空间信息数据库基础地理信息数据库综合遥感数据库专题数据库图6空间信息服务模块集成开发框架水资源与水灾害空间信息服务子模块：提供流域水系图、水库蓄水动态监测与分析、灌区渠系分布、灌溉类型、水文、气象站点分布图、机井分布、旱情监测与预警、雪被监测与融雪估算、洪水预测等服务。土地空间信息服务子模块：提供每年的土地利用现状数据和土地利用的年度变化数据、土地利用变化趋势分析。提供经济开发区、工业园区、城填等土地利用现状数据与分析报告；为作物种植结构调整较大的团场、特殊地域团场及新建团场、边远团场提供土地评价报告。为兵团土地资源开发利用和管理决策提供实时准确的信息服务，促进“金土工程”的建设和土地资源的可持续利用。生态环境空间信息服务子模块：每年提供沙漠化遥感动态监测图、植被类型分布专题图、植被生态恢复专题图、土地沙化专题（等级）图、土壤盐渍化专题图、草地、林地植被长势图和当季灾情监测评估报告等服务。公众Internet电子地图服务模块：建立基于WebGIS技术建设农业空间信息管理与服务平台网站，开通BBS、FTP，进行空间信息服务，进一步完善中空网新疆兵团分中心（http://www.xjbtsi.com/）及其它信息发布渠道，及时、高效地为兵、师、团等各级用户及新疆自治区的用户提供图文并茂的农业空间信息与产品服务（包括信息发布与咨询服务两项主要功能）。空间数据共享服务模块：为兵团各行业部门以及师团提供空间数据产品，“一次采集，多部门使用”。其中遥感数据的共享尤其重要，可以避免农业、水利、林业等部门重复购买遥感数据，节约数据购买、数据处理以及软硬件设施重复购买的费用支出。共享的形式可以是：以硬盘拷贝、在线浏览、接口服务等三种形式提供空间数据尤其是遥感数据的免费共享服务。（5）空间信息服务标准与技术规范研究1)数据采集、处理和管理规范建立健全空间信息基础数据库建设和运行的标准和技术规范。促进地理空间信息的共享和广泛应用，研究、制定并实施有关标准，重点研究有关遥感数据基础性地理空间信息分类、编码及其质量控制。建立空间信息共享机制，保证空间信息的广泛应用。在兵团空间信息管理与服务平台建设中，必须根据国家有关空间数据标准，研究制定并完善空间数据技术标准体系与政策法规，在数据采集规范、指标代码体系、接口标准、数据传输等方面与国际、国内信息标准接轨。2)元数据库元数据库是存储对各种数据特性进行描述的信息，包括数据集编码、数据集名称、要素名称、资料类别、要素或项目名称、观测次数和时间、数据集关键词、数据表达方式、数据质量状况、数据量、数据存储格式、数据量、数据存放地点、数据更新周期等信息。元数据操作系统是实现数据和元数据网络共享的基础。通过建立了元数据管理系统，用户可以查询、检索元数据和获取数据；管理人员可以添加、编辑、删除元数据和用户对它们的访问权限。建立一个相对完善的元数据管理系统的工作，包括几方面的内容：系统的设计与实现，元数据的提取、质量保证和再处理系统的维护。在设计系统时，不仅要考虑系统的效率，与已有系统的衔接，系统的扩充性能与可维护性，用户界面的友好性，系统的安全性，系统维护等。（6）信息安全设计信息安全是空间信息数据共享平台工程的基本要求。系统设计采用分层多级管理的安全机制，对于不同权限的使用进行严格管理，防止病毒入侵、非法访问、恶意攻击，采取完备的数据保护和备份机制，确保网络安全，系统安全，信息安全。在构建整体网络系统时，充分消除硬件各个组成部分、各个运行环节可能存在的不稳定因素。在平台建设中，同步进行信息采集、数据传输、数据库维护等全面的信息安全保密系统的建设。具体措施包括内外网隔离的访问控制系统和数据加密系统、网络安全监视、入侵检测、端口安全设置、网络防病毒系统、灾难备份和恢复系统等。在软件系统开发中，采用模块化体系结构和面向对象的程序设计方法，以提高系统的整体可靠性。整体系统应具有较高的容错性和可恢复性，避免发生不定期错误导致运行中断。依据国家有关法律法规建立一定的规章制度，进行有效的信息访问权限控制。2.2.1.3考核的主要指标（1）数据库建设地理基础数据与遥感数据处理必须遵循相应的国家与行业标准，部分国家与行业标准规范如下：BG/T17798-1999:地球空间数据交换格式GB2260-2000:中华人民共和国行政区域代码GB12342-901：25，0001：50，0001：100，000地形图图式CH/T1007-2001:基础地理信息数字产品元数据CH1005-2000:基础地理信息数字产品数据文件命名规定GB15968-1995遥感影像平面图制作规范此外，重点区域或者应急事件发生区域每年必须获取一个时相的高空间分辨率卫星遥感数据或者航空遥感数据；MODIS数据应该按月或者旬（视具体需要定）获取；遥感数据的获取与处理在得到数据一个月完成数据预处理，在3个月内完成高级产品的生产；遥感图像数据（数据质量正常情况下）几何纠正的误差应该控制在1-2个像元内；（2）空间信息共享平台网络系统技术指标\uf06c空间信息共享平台中心节点内部局域网实现百万兆级传输能力；\uf06c空间信息共享平台各分中心、信息站（点）内部局域网实现垂直主干千兆、水平百兆至桌面传输能力；\uf06c系统容量——具备支持20万注册用户的能力；\uf06c稳定接入各种应用终端数量不少于5000台；\uf06c中心节点输出信息流量能力：10Gbps；\uf06c设计寿命：15年；（3）空间信息共享平台软件系统技术指标\uf06c数据库响应时间≤1s；\uf06c数据库吞吐量≤3000条/s；\uf06c数据库系统并发处理能力≤10000；\uf06c认证授权响应——认证平均响应时间≤3s/认证系统认证正确率>99.99%；\uf06c网站访问响应时间——网站访问平均响应时间≤3s，峰值≤10s。\uf06c页面访问差错率≤0.01%；2.2.2农业空间信息服务系统2.2.2.1研究重点对兵团已开发完成的与农业相关的模型、软件和系统与国内较为成熟的农情遥感监测模型进行集成、同化与完善，建立从遥感数据获取、专题数据采集、模型分析到种植面积量算、长势及病虫害监测与产量预测等业务流程一体化的兵团农业信息服务系统。2.2.2.2主要研究内容精准农业的核心内容之一是利用空间数据获取农作物空间差异信息驱动变量措施管理。其包括农田信息采集、信息处理和变量措施实施三部分（图7）。农情历史信息库农田气象数据库农田基本信息库专家知识库农情动态数据库农田GIS中心计算机控制作物管理专家系统生长模拟系统良种推荐系统管理决策系统平衡施肥系统病虫草害防治节水灌溉系统空间定位农作处方GPS定位可变比率发生器耕作播种控制系统自动灌溉控制系统变量农药喷洒系统变量施肥机械测产评估系统…….GPS定位信息采集系统信息处理系统实施系统图7基于空间数据的农作物变量管理系统基于空间的农业信息服务系统整合了农田信息采集和信息处理部分，拟从以下7个方面开展研究。（1）农业专题数据采集与集成研究采集与作物密切相关的专题数据及集成方法，是开发农业信息服务产品的基础。围绕农业信息服务总体目标，根据农业生产需求，采集并集成包括作物、农田、气象等专题数据，为生产满足农业要求的信息服务产品提供数据支持（见图8）。（2）主要农作物空间分布与产量预测研究多源遥感数据的作物精细分类与识别模型。利用获取的多年、不同时相、覆盖全兵团的多源、不同空间分辨率、光谱分辨率遥感数据（TM、CBERSII、北京1号卫星数据、SPOT数据），以SAIL模型及“十五”863项目构建的“我国典型地物波谱库”中主要农作物的冠层光谱数据为基础，建立本地化的农作物冠层光谱数据库，结合先验知识进行纯像元提取、混合像元分解；将基于像元信息的作物分类算法与面向对象的分类算法相结合，并采用分层分区监督分类的方法，提高作物分类精度；根据不同的物候期，进行图像处理与解译；在天气条件不稳定区域尝试多时相雷达遥感影像数据进行作物分类与面积提取的方法；同时在各个分区布设地面采样点，作为遥感影像分类的补充与验证。在准确分类结果的基础上，制成团场当年主要农作物种植、分布报告；由此提取并发布各团场当年主要农作物的播种面积及收获面积信息，同时结合各师、团的地理信农业专题数据采集农业气象数据农田档案数据作物地面光谱数据作物及品种数据作物病虫害数据团场条田地形图作物田间管理数据图8农业主要专题数据采集与集成数据集成息，制作基于GIS的兵团、师、团三种空间尺度的当年主要农作物种植面积报表与分布图。以部分地点的实地抽样调查数据为依据，对基于遥感数据所填作物空间分布图进行验证与完善。可为兵团、师及团场优势作物布局及优质农产品区划农业产业结构调整提供决策依据。研究建立遥感数据估测主要作物产量的方法与模型。连续获取兵团区域当年作物整个生长期的遥感数据，在提取的各类作物出苗及收获面积精确的前提下根据遥感数据计算得到多种反映作物生物产量的植被指数，依据研究建立的各类植被指数与对应作物产量的数学模型，即可获得各类作物的单位产量。项目研究可以通过遥感方法获得作物生长发育模型中的关键农学参数（叶面积指数、光合有效辐射、生物量），根据主要作物的生长发育模型，预测出作物产量，以此对直接用植被指数预测的产量进行校验，也可用各团场组织人工测定的作物产量对其进行验证与参数调整，以提高产量预测精度。如针对兵团主要经济作物棉花，开展棉花光谱特征与产量构成要素关系的研究；建立棉花遥感估产模型及精度检验方法。从遥感估产的机理出发，通过分析研究作物光谱特征与产量构成要素之间的联系，以及作物植被指数与产量的关系，建立光谱模式、植被指数模式与气象、农学、光谱的复合模式以及遥感测产模型，进行产量估测。根据遥感数据分析结果，结合团场GIS，制成各团场主要作物产量图，也可制成田块产量分布图，为田间变量施肥管理提供理论依据。为兵团精准收获合理调配收获机械及劳动力提供依据。（3）基于遥感的主要农作物长势分析作物生长过程是一个动态变化过程，作物长势是指作物苗情的生长状况及其变化，作物长势监测是对其生长变化进行的持续动态监测，跟踪并预测作物的生长过程，基于遥感的长势监测是利用卫星数据动态地监测作物生长状况。根据作物自身生长发育的规律及遥感获取信息的特点，研究确立基于遥感的作物长势指标量化体系；研究建立通过卫星遥感数据对主要农作物从出苗到收获进行全生育期长势监测与分析的方法，选择不同时期的遥感影像，由卫星、飞机、地面三个平台在时空和光谱分辨率上相互补充，获取作物生长和营养状况信息的模型，实现对作物长势的精准监测，为科学合理地制定栽培管理措施提供实时的信息依据，并可对实施的主要栽培技术进行效果跟踪与评价，以便及时总结并推广好的技术，尽早调整不合理的措施并弥补其带来的不利影响。如在棉花生长阶段，研究通过MODIS等高时间分辨率的遥感数据进行作物生长动态的实时监测方法，为兵团、师及团场不同决策层提供具体到田块的作物长势信息。为科学合理地制定施肥、灌水及化学调控措施提供量化依据。研究建立利用遥感数据进行多年同期长势分析与评价系统，实现对作物不同年度、不同生长发育阶段的比较分析及长势预测与评价，为生产决策和技术管理部门提供可靠的决策信息；并为产量预测提供依据。（4）主要农作物旱情分析及土壤墒情监测研究利用植被温度反演模型、遥感蒸散和旱情监测模型监测作物旱情与土壤墒情的方法与流程。研究使用MODIS数据进行农作物旱情监测，用其热红外通道的数据进行植被表面温度反演，并进行精度与可信度评价。用分裂窗算法进行陆地表面温度反演。结合地面实测数据、大气廓线数据、模拟数据以及MODIS发布的地表温度产品进行温度反演可信度与精度评价。在棉花种植上，将多年来对棉花水分生理与农田灌溉应用的研究成果与基于空间数据的作物旱情与土壤墒情监测技术集成，计算地表蒸散和干旱等级（作物缺水指数CWSI），为基于决策支持系统的棉花水分管理提供信息服务，将极大提高养分、水分利用效率和棉花产量，显著增加经济效益。（5）主要农作物病虫害监测运用已建立的植被指数与棉花主要病虫害（枯黄病、叶螨及蚜虫）之间的关系模型，研究建立遥感监测棉花病虫害的方法。利用绿度指数、黄度指数等进行作物病虫害的定性及半定量监测；研究建立利用高光谱分辨率遥感数据诊断棉花主要病虫害（枯黄萎病、叶螨及蚜虫）的模型，同时，根据建立的光谱指数与病害病情指数模型可量化作物病害程度并进行病情分级，实现作物病虫害的实时有效监测，为及时采取有效防治措施提供精确的地理位置信息及时间信息，同时可对防治效果进行监测与评价，并为合理安排作物抗病、抗虫品种的种植提供理论依据。（6）农田土壤肥力监测研究利用遥感数据监测土壤肥力的指标及方法。通过遥感数据反演土壤有机质等指标的方法直接监测土壤肥力；通过遥感数据得到的作物产量信息间接反映土壤肥力。利用遥感数据计算作物碳氮比判断土地肥力。研究以地理信息系统(GIS)、全球定位系统（GPS）、遥感（RS）为基本手段和方法,集成土壤类型、土壤肥力、肥料使用、作物类型及产量等农业专题数据，建立土壤综合肥力的多变量、多因子评价模型,对土壤肥力进行综合评价，建立施肥决策与诊断评价体系，并作为施肥决策的核心技术，应用土壤肥力状况的评价与施肥诊断推荐决策支持系统，制订施肥推荐的方案，实现土壤肥力信息管理和施肥决策精确化。如可根据不同的情况和条件提供包括产量目标，针对不同的肥水条件和播种时间，推荐相应的优良品种；针对土壤肥力基础、目标产量和作物的生长发育状况，确定施肥数量、元素配比和施肥方法；确定因地制宜的优化组合、因苗管理的最佳方案、分类指导的应变决策等在内的信息服务。可实现示范区土壤肥力的动态管理与监测,探索信息农业的发展模式及降低成本，提高产量水平的途径，为农业决策服务。（7）主要农作物灾情监测研究遥感监测作物霜冻、灾害性干旱、冰雹等灾情的技术与方法。通过灾后作物光谱变化，比较灾前灾后遥感影像变化，通过差值影像的方法，对作物灾情进行定性分析；研究灾前灾后植被指数变化率与灾情程度的相关模型，对作物灾情进行定量分析，为作物减灾防灾提供信息服务。2.2.2.3考核的主要指标围绕农业信息服务总体目标，根据农业生产需求，采集并集成包括作物、农田、气象等专题数据，经分析处理后以预测、分析报告、简报或专题图等形式提供数据与信息服务。包括：（1）农作物种植种类空间分布图、各类作物播种、收获面积估算报告（2）作物长势监测与分析报告（每旬）（3）作物病虫害监测报告（每半个月）（4）土壤墒情监测报告（每周）（5）自然灾害评估报告（灾后一周）（6）农田肥力监测报告（每年）（7）作物产量估测报告及示范区作物产量图（收获前一周）主要的技术指标包括：（1）实现对兵团种植的主要作物（棉花、小麦、玉米、水稻）进行准确识别与分类，精度在90%以上；各类作物种植面积提取精度与GVG系统采样的总体精度在90%以上，棉花面积的精度在95%以上。收获面积在收获前15天完成。（2）作物产量遥感估测的精度在85%以上，通过遥感估产模型与作物生长模型和气象同化后可将精度提高至90%以上。棉花产量预测数据应在8月中旬报出，小麦、油菜产量应在6月中旬报出。（3）作物长势监测以旬报形式提供给各级农业行政与技术部门，土壤墒情与作物旱情监测报告根据需要进行周报及旬报。监测精度在90%以上。（4）霜冻、冰雹灾后一周内提交灾害评估报告；作物生长期内以师、团场为单位每旬提交作物病虫害分布图及发生发展报告。2.2.3水资源与水灾害空间信息服务系统2.2.3.1研究重点在数字水利建设的框架体系下，构建集水利信息采集、传输、储存、处理到水资源预测、洪灾监测与洪灾损失评估、土壤墒情监测与旱情预警等专业应用系统为一体的兵团水利信息服务系统。2.2.3.2主要研究内容以遥感、地理信息系统、全球卫星导航系统、海量存储、系统模拟和专家系统等技术为手段，研究建立水利基础信息系统（主要包括基于遥感和GIS的数据采集、传输、存储与管理系统）、信息处理系统（主要包括流域大尺度径流模拟、洪水灾情遥感信息处理、土壤墒情信息处理）、信息服务系统（主要由流域水资源预测系统、洪灾损失评估系统、旱情预警系统）。水资源与水灾害空间信息服务子系统主要研究内容包括以下几方面：（1）水资源与水灾害空间专题数据采集水资源与水灾害空间专题数据采集的主要任务是为水资源与水灾害空间专题数据库提供基础数据，同时为水资源与水灾害空间信息服务系统建模提供参数。主要包括遥感图像数据、专题图形数据、统计数据、水文水环境遥测监测数据库、社会经济、用水信息以及多媒体数据库等。\uf06c集成兵团师局现有水文数据采集系统通过集成兵团各师局已建立的水文、水质、生态环境监测系统，完成兵团各师局所辖流域的水文、水质、生态环境等信息的采集。\uf06c遥感图像数据采集利用卫星遥感、航空遥感和地面遥感等监测手段，采集与水利信息服务有关的资源、生态环境、洪水状况等各方面的数据，获取专题图件，为兵团水利管理和生态保护决策服务。数据采集主要包括：中高分辨率的ETM卫星图像数据和中巴地球资源卫星图像数据，主要用于流域山区的雪被、植被及土壤盐渍化的本底调查；中分辨率、多光谱的MODIS卫星数据，用于实时动态监测流域雪被、植被、洪水和土壤水分变化；高分辨率的SPOT卫星图像和航空摄影数据及地面近景数字测量，用于流域内河流、湖泊、大型水库的水质以及土壤环境的实时监测。\uf06c水文专题数据采集图形数据主要指流域自然信息、水利信息和社会信息的各种专题图，包括地形图、数字地面模型、遥感动态监测所产生的各种专题图件。\uf06c基础统计数据采集通过集成各师局流域范围内已有的水文、水情、水质、工情、泥沙、气象、地下水、生态、社会经济用水等数据库系统，完成基础统计数据的采集。数据采集系统结构见图9（2）基于遥感的流域水资源动态监测以遥感技术为手段，结合传统方法，对山区积雪分布、地表水体、以及气候气象因子进行现状调查，在此基础上通过一定重复周期遥感数据的更新，提供专题信息，更新水文、气象等因子的本底数据库，建立遥感动态监测系统。遥感监测内容主要包括：①积雪的遥感监测（主要利用MODIS数据），制作积雪分布图，利用积雪图估算积雪覆盖面积和深度；②利用遥感手段，进行中高山区大尺度范围的降水监测；③中高山区太阳辐射的遥感监测；④中高山区蒸散发量的遥感监测。以遥感监测提取的冰雪信息为依据，以冰雪物质平衡模型为核心组件，利用空间数据库平台，计算输出流域现状冰雪资源及其对流域径流的补给量，并以气候变化状态（降水，气温）为输入参数，通过模块运行获取未来不同气候背景下冰雪资源变化及其对流域径流的影响结果。（3）基于遥感和GIS的流域水资源预测基于遥感获取的山区冰川，积雪降水等水文气象信息，以及地表下垫面信息，利用反演方法获取主要文水参数（积雪分布、雪水当量、土壤含水量和蒸散发量等）和地表参数（地形、地貌、地表覆盖类型、辐射平衡、生态类型等）及其空间分布；研究点面之间，不同分辨率的网格之间的尺度转换问题和转换方案，利用分布式水文模型进行地表径流、地下径流模拟以及流域的总径流模拟。数据采集系统遥感数据采集遥测数据采集地形图与专题图采集集成遥测网购置卫星数据数字化图9水资源信息采集系统文字与表格数据采集多媒体数据导入导入根据流域径流模拟结果，研究山区产流机理和径流变化规律，结合多源遥感动态监测信息进行流域水资源预测。基于遥感的流域水资源预测系统结构框图见图10。（4）基于遥感和GIS的洪灾监测评估系统通常洪水发生时，涉及的流域范围大，要完全从地面上进行调查评估，不仅工作量相当大，而且难以满足快速评估的时间要求。充分利用MODIS数据免费、较高时间分辨率的优点，应用GIS技术，实现对不同土地利用类型的淹没情况的实时监测，建立基于RS和GIS的洪灾监测评估系统（见图11）。\uf06c建立洪灾遥感监测系统在对洪灾区本底值调查的基础上（洪水发生前的土地利用数据、行政界限、社会、经济、人口等数据），采集多元遥感影像，建立洪灾遥感监测模拟和土地利用遥感识别模型，利用遥感图像处理软件工具，生成水体动态变化信息和土地利用变化信息，应用GIS技术，建立洪灾水体识别影像和土地利用分类影像库，实现对不同土地利用类型的淹没情况的实时监测，为汛情的动态监测和评估系统提供迅速直观、可靠的现状和变化信息。\uf06c洪水灾情评估在兵团空间信息服务平台基础上，结合现有的洪水灾情监测评估系统软件，集成开发适用于兵团的洪水灾情监测、影像的接受和数据交换，影像处理调整、水体面积统计、土地资源损失评价和灾情模拟等多功能软件系统，并对兵团主要流域不同土地利用类型的淹没情况进行评估。山区降水、积雪、冰川资源遥感影像采集、解译山区产流机理分析，流域冰川、积雪融水径流计算出山径流量的计算与分析，降水－地表水－地下水的转换规律分析地表水、地下水资源计算与评价流域水资源综合评价模型流域总水资源量的计算流域水资源量变化预测图10流域水资源预测系统结构框图2.2.3.3考核的主要指标所建系统具有提供以下服务与产品的功能：（1）各种专题图件，包括：流域数字地形地貌图、流域水系图、行政区划图、灌区水利工程分布图、机井分布图、灌溉类型面积图、洪灾淹没损失及灾情分区图、积雪分布图等。（2）城市和工业取水点、输水管道用水及农业灌溉用水分布统计报告（3）流域出山口的径流预测及水资源评价报告（4）河流、水库水质评估及预测（5）洪灾损失的风险评估要达到的技术指标包括：（1）实现对主要流域的水情信息监测与预报，径流预报精度在80%左右；（2）水资源管理空间信息提取精度在95%上，实现水利工程信息精确管理；（3）河流、水库水体水质监测以旬、月、年报的形式提供给环境、水利技术和行政部门，监测精度在80％以上。（4）灌区水资源利用效率提高10%；RS影像GIS数据库水体边界提取淹没范围估算专题数据提取土地利用类型DEM经济因子土地利用类型的洪灾淹没范围和水深洪灾损失计算洪灾损失评估图11基于RS和GIS洪灾损失评估系统结构图（5）洪灾发生后实时提供洪灾淹没趋势图与灾害损失评估报告。2.2.4土地空间信息服务系统2.2.4.1研究重点研究建立运用遥感技术进行年度土地利用现状调查的方法、流程与规范；研究开发兵团土地空间信息服务系统和用于获取每年的土地利用现状数据、监测土地利用的年度变化，并通过对土地利用历史数据和用地需求的分析，预测土地利用变化趋势，为兵团土地资源开发利用和管理决策提供实时准确的信息服务，促进“金土工程”的建设和土地资源的可持续利用。。的方法。2.2.4.2主要研究内容（1）土地资源专题数据采集采集历史土地利用现状图、土地利用规划图、土地利用质量评价图等专题图件，进行数字化处理。如果已经数字化，进行规范化处理，建立土地资源数据库同时，需要采集与人口、耕地面积等有关的社会经济统计数据项，为土地利用变化趋势分析提供支持。（2）土地利用/覆盖类型的遥感精细分类研究运用不同空间分辨率的遥感数据进行不同空间尺度的土地类型分类的模型、方法与流程。对于全兵团尺度，运用分辨率在30m左右的中分辨率遥感数据提取土地利用/土地覆盖信息，如可选用北京一号的多光谱数据、CBERS数据TM等。在这个尺度上，主要能提取土地利用类型中的一级和二级分类，可为土地及农业相关部门提供农用地、未利用地、空闲地、未充分利用土地、土地利用现状等信息。对于重点监测区域（如城镇、工程场址、经济开发区等），则选择高分辨率遥感数据，如SPOT5、日本的ALOS、北京一号小卫星、航片等。研究利用数学形态学、神经网络、模糊数学等人工智能的方法提高遥感图像分割与地类识别的精度。例如：通过高分辨率遥感数据对经济开发区、工业园区及住宅区及小城镇扩张面积变化等的监测，可以为土地管理和开发区管理等相关部门提供区域建筑密度、建筑容积率、空闲率、小城镇变化等信息服务；（3）土地利用/土地覆盖的遥感变化检测研究合适的土地利用/土地覆盖变化检测方法，自动/半自动地提取兵团年度土地利用变化数据。目前大都采用将遥感分类结果与历史土地利用数据层或者早期的遥感分类结果进行覆盖分析，提取两个时期的土地利用变化信息，而直接用两期遥感数据进行变化提取的方法尚未见运行，项目则就此方向，研究自动/半自动提取土地变化信息的方法，并运用于业务化运行中。土地利用变化监测涉及到另外一个问题，就是如何用时态GIS来管理多个时期的监测数据。项目则选择一个合适的数据结构来管理多年的土地现状数据和变化数据，方便查询、显示与报表生成等操作。（4）针对市场需求的土地适应性评价市场经济的发展，对兵团经济特别是农业发展带来较大影响。农业产业结构调整，要求提供现势性的土地适应性评价，以满足市场对兵团农场种植业结构调整、作物合理布局及优势作物区划的不断变化的要求。研究利用空间遥感数据与气象数据、当地水源信息及土地状况信息融合，进行土地评价的快速、简易方法与流程。研究适合农作物优势布局的快速评价土地质量的遥感指标体系，建立包含土地评价中评价单元划分、鉴定因素选取、权重确定及土地定级等一系列通用模型，形成定量化、自动化的土地评价流程，为各类型的土地评价提供信息服务。对耕地进行实时动态监测，为耕地保护提供空间信息服务。为“金农工程”提供兵团基本农田数量、空间信息、土地分等定级信息、农用地数量、结构、耕地生产潜力信息、土地资源状况信息和变化态势、地下水资源状况等信息。研究利用土地利用及资源变化遥感监（如绿地面积的增减、绿地覆盖率）进行生态环境监测与评价的模型与方法。重点开展边远团场、新建团场和适合生产特色农产品团场的土地适应性评价为充分发挥各个团场地缘优势、保持兵团团场经济均衡发展提供土地评价等空间信息服务。2.2.4.3考核的主要指标开发的系统能提供以下产品与服务：（1）提供兵团、师、团三种空间尺度土地利用现状数据；（2）提供兵团年度土地利用变化监测数据；（3）提供按各级行政单位进行各类土地分类面积、用地情况等有关数据的统计报表；（4）提供经济开发区、工业园区、城填等土地利用现状数据与分析报告。（5）为作物种植结构调整较大的团场、特殊地域团场及新建团场、边远团场提供土地评价报告。达到的技术指标：（1）土地利用现状监测指标参考《国土资源部土地利用详查规程（2001试用）》。（2）地类分类遥感监测的精度在95%以上；面积监测精度在90%以上；（3）遥感动态监测的时间频率，按土地监管部门和其它相关部门的需求确定；（4）提供实时和现势性较强的土地利用现状图件及报告。2.2.5生态环境空间信息服务系统2.2.5.1研究重点集成已有的研究成果，运用遥感和地理信息系统技术，开展生态环境遥感监测的相关领域关键技术的研究，获取区域生态环境因子的现势信息以及动态变化信息，建立生态资源与环境信息服务系统，开展区域林地、草地覆被和生态要素结构变化监测、沙漠化监测、土地退化监测、生态环境灾害监测、生态恢复监测等综合性的研究。以量化和可视化的形式系统地反映区域生态环境现状及其变化的空间分布、空间统计和空间特征规律，为相关部门进行生态环境规划、生态恢复和生态环境保护决策提供科学依据。2.2.5.2主要研究内容项目进行土地沙漠化遥感监测，森林与防护林动态监测，草地及其灾害动态监测，植被分布、植被动态及生态恢复监测，建立生态环境及其灾情监测的信息管理与服务系统。（1）生态环境专题数据采集与集成在较长时间尺度上（20年），根据相关遥感信息对生态环境因子进行采集与提取，其包括荒漠、草地、森林、水体（流域、湖泊与水库）、土地等景观元素的面积规模的年度、季度或其它周期尺度的数据；收集并整理地面基地实测生态环境监测数据，结合空间信息的综合关联分析，形成综合生态环境监测指标的专题数据（见图12）。（2）沙漠化监测由于受自然因素（气候、地貌、土壤类型等）和人为因素的共同影响，新疆土地沙化十分严重，不同区域土地的沙化程度不同，通过收集区域土地沙漠化监测数据，结合检索文献得到的数据，将土地沙化程度分为四类，即轻度沙漠化、中度沙漠化、重度沙漠化和潜在沙漠化。利用多源遥感数据进行土地利用类型、荒漠类型、沙漠化程度的专题信息提取，确定荒漠化土地分类体系及遥感监测指标体系，按不同土地沙化程度对区域沙化现象进行制图，生成土地沙化专生态环境专题数据采集区域地形图气象资料水文资料实测生态环境数据植被指数图地貌类型图土地利用结构图图12生态环境主要专题数据采集与集成题图，采集不同年份或同一年份的不同季节的新疆沙漠面积数据，进行沙化面积动态变化的监测，分析沙漠扩大的动态，研究不同气候因子、人类活动对沙漠面积扩大及土地沙漠化形成的影响结果及程度，进行荒漠化土地发展变化过程的分析，以分析与预测沙漠化的动态趋势。（3）土地退化监测土地退化状况监测包括两方面内容，一是利用多源、多时相遥感影像数据，监测耕地、林地、牧草地退化为沙地、盐碱地，有林地退化为灌木林地、疏林地等其他林地的变化情况；二是利用近期遥感影像进行耕地、林地、牧草地风蚀、盐碱化、水蚀状况的现状评价。具体是监测沙化耕地、林地、牧草地的退化状况及减少的数量及分布，同时结合实地实验观测，提取反映土地退化的指标并进行对比分析，研究兵团盐渍化土地、弃耕地变化动态，实现对土地退化的监测，从而形成退化土地动态监测服务体系。（4）植被分布、生态恢复（植被动态）监测新疆地域广阔，地理条件复杂，植被类型丰富。通过对多年的植被遥感数据分析，提取植被覆盖度、植被生物量、土壤含水量、土壤质地、地表结皮程度、地表形态等信息，结合地面实测数据与植被生态的野外定点考察数据，进行综合分析和信息提取，得出不同植被分布状况及基本面积，实现对植被动态变化监测。同时，在不同植被类型分布变化的基础上，可得出植被生态恢复的基本情况，结合不同气候因子、土壤因子、人类活动等对生态恢复的影响，分析生态恢复过程，以对生态恢复效果进行监测与评估，得出不同生态类型区最佳生态恢复措施的方案。（5）森林、草地动态监测利用遥感信息，采集兵团辖区内森林资源（包括山地森林，平原荒漠河岸林，荒漠小乔木、灌木林如梭梭、柽柳林等，平原人工防护林如“三北”防护林农田林网，防风林等）和草地资源的动态数据，包括分布区规模及其年度变化、群落覆盖度、生物量变化等。结合地面定点与随机样地观测数据，分析森林、草地动态变化的机制，对森林及防护林病虫害进行实时监测及灾后评估，开展林业保护的信息服务；研究退化草地的遥感判断和评估方法，绘制草地退化专题图，分析不同区域草地退化的原因及危害。（6）生态环境评价及其灾情监测在兵团地面环境监测站网所形成生态环境基础统计指标数据基础上，采集有用的生态资源与环境遥感信息诸如草地、森林、水体面积等，研究兵团生态环境监测的宏观指标体系并建立常规化报告的信息服务系统。利用多源遥感数据提取区域生态环境评价因子（如植被、水分、热容量、土壤及地形因子），并借助地面数据，以遥感与地理信息系统相结合为手段，采用线性回归方法确定植被、水分、热容量、土壤及地形等因子的权重，建立相应生态环境遥感评价模型，并利用该模型对不同区域的生态环境进行综合评价。按照这种方法，编绘连续的不同时期的生态环境评价系列图，根据这些动态资料可进行生态环境变化趋势预测。将遥感技术与地理信息系统相结合，分析多年来重大生态与环境安全事件如沙尘暴、雹灾、霜害等的灾害发生区域及面积，结合当地气候、自然地貌等条件分析，研究其形成与发展规律，得出灾害常发地带和季节信息，可为相关部门提出相应的预防方案。2.2.5.3主要技术指标提供以下产品与服务：（1）沙漠化遥感动态监测图（每年）（2）植被类型分布专题图（每年）（3）植被生态恢复专题图（每年）（4）土地沙化专题（等级）图（每年）（5）近十年霜冻、冰雹等灾情发生历史分布图（6）霜冻、冰雹等受灾面积专题图（灾情发生当季）（7）草地、森林与防护林长势图（每季）（8）草地类型分布专题图（每年）（9）天然草场退化专题图（每年）（10）生态环境变化综合评价图（每年）应达到的技术指标：（1)沙漠化和土地退化的遥感技术指标提供以年报形式提供全域沙漠化土地和退化土地面积遥感监测结果，其面积精度达90%以上。提供沙漠面积动态信息，退化土地分布与面积等等。面积精度达90%以上。（2）生态资源（草地、森林、植被、水体）技术指标实现对生态资源（草地、森林、植被、水体）进行准确识别与分类，精度在95%以上；各类面积提取在90%以上；草地、森林生态恢复面积指标信息提取精度90%以上；每旬对森林及草地长势进行监测，其相关生物量估测精度90%以上；对森林及防护林病虫害面积提取精度在85%以上。提供年度性兵团辖区城镇与农村的各种生态环境指标遥感与地面实测相综合监测结果。提供沙尘暴、雹灾、霜害等的灾害发生区域及面积结果，其精度在90%以上2.2.6公共安全与应急反应管理系统（示范）2.2.6.1研究重点研究建立以全球卫星导航系统(GNSS)、有线与无线通信系统、地理信息系统等一系列高新技术为一体化的支撑平台，研究利用数字化、网络化和系统集成技术，开发石河子市公共安全与应急反应管理系统。2.2.6.2主要研究内容农八师石河子市公安局的警力占兵团所有警力的近三分之一，是公安部22个“城市报警与监控示范城市”之一，还被列入全国50个“公安业务规范化建设”示范公安局。石河子市公安局在信息化基础设施、公共安全与应急管理的信息化与科学化方面具有了较好的软硬件条件，正在成立的城市应急联动办公室也将挂牌市公安局，这些都为建立基于卫星定位技术的石河子市公共安全与应急反应管理系统提供了需求与条件。利用全球卫星导航系统（GNSS）、有线与无线通信系统、地理信息系统等技术支持平台对重要物质设备场所、油库、警力分布、人口分布等各类信息进行动态监测和调度，利用共享的基础信息和管理平台，实现统一接警、统一管理、联合行动、快速反映，实现信息的快速互通和工作的高效协同，为公民提供更加便捷的救助服务，为政府处置各种突发紧急与灾害事件提供有利的技术保障。该系统建设的总体框架如图13所示：（1）公共安全与应急反应管理数据库包括属性数据库、动态数据库、历史数据库、统计分析数据库、应急预案数据库、警用物质数据库、警务人员数据库、重要物质设备场所数据库等。（2）硬件平台建设主要包括通信平台、数据中心和管理大厅基础设施等。\uf06c通信平台建设图13农八师石河子市公共安全与应急反应管理系统框架兵团公安局农八师石河子市应急反应管理中心应急预案数据库敏感物资数据库警务人员数据库其它资源数据库空间专题数据库GNSS监测信号目标监测指挥调度应急反应…数据库农八师石河子市公安局其它各师公安局GNSS终端1农八师石河子市应急反应管理系统兵团空间信息管理与服务平台GNSS终端2GNSS终端n\uf0d8计算机通信网络平台：包括政务网、外网和专网，通过不同信息传输途径将数据传输至应急管理中心。\uf0d8无线通信平台：无线通信系统是信号传输的一项关键内容，目前基于移动、联通、电信等的无线语音通信（手机、小灵通）是最普遍的方式，在应急管理中可发挥重要作用。结合项目建设的实际需要，除采用无线通信常用方式外，还应使用350M集群通信系统、无线集群电话系统和移动管理保障系统等。\uf06c数据中心建设：以数据利用和安全为核心的应急管理数据中心是硬件、网络、应用和相关管理的综合集成，是整个应急管理系统数据交换最集中的地方。数据中心是集安全可靠的机房基础设施、适应广泛的网络资源环境、性能出众的主机设备、集中处理的应用体系结构、层次完善的管理系统平台、技术全面的专业管理团队于一身的系统，是整个应急管理系统的核心。数据中心建设主要包括主机系统的建设和系统软件（操作系统、数据库管理系统等）的配置。\uf06c管理大厅建设：包括装修、强弱电、空调、监控、消防、办公设施等基础性设施以及显示系统、视频会商系统、电话会议系统、图像监控系统、录音录像系统、桌面系统等信息化设施。（3）公共安全与应急反应管理系统综合应用卫星定位与通信、Internet、集群无线网、GIS等技术，利用已有的基础设施，实现集应急决策辅助系统、应急信息报送系统、应急处置通信系统、应急事件视频系统、应急事件会商系统于一体的应急反应管理系统，实现对突发事件处置全过程的跟踪和管理、处理，保障对相关数据采集、危机判定、决策分析、命令部署、实时沟通、联动管理、现场支持等各项应急业务需求。\uf06c预案管理：预案管理是实现重大、紧急等事件的预案制订系统，它提供了从预案征订，到预案编辑，到预案分析以及预案维护等预案征集并提出的全过程。预案管理模块由预案征订、预案维护两个子模块组成\uf06c值班业务：值班业务是基本处理模块，所有值班员受理的值班信息，包括各种电子文档、电话、传真、邮件、视频文件都要首先送到值班业务模块，在值班员的受理过程中进行鉴别、确定类型与编号，然后进行分发，分发包括输出信息到上下级端口，也包括到数据库，以及到别的模块，以便作进一步的数据处理。\uf06cGIS综合显示与分析系统：GIS综合显示与分析系统在统一的地理框架基础上，实现各种应急管理信息的可视化显示、综合查询分析，并提供高效的辅助决策功能。\uf06c应急管理与救助车辆监控系统：应急管理与救助车辆监控系统建设内容主要在应急管理和救助车辆安装车载定位终端，并开发车辆监控系统。应急管理与救助车辆监控系统由车载终端、通信链路、中心服务器、监控终端组成。车载终端完成车辆的定位、轨迹的存储及信息发送，无线通信链路完成信息的交互，中心服务器完成与车载终端及监控终端的连接及数据存储，监控终端完成对车辆的监控。\uf06c战略物质等的监控：主要是对战略物质、油库、警力分布、人口分布等各类信息进行位置跟踪和监控与调度，在有关公共安全的事件方面能应急反应，及时得到控制。2.2.6.3考核的主要指标\uf06c农八师石河子市公共安全与应急反应预案库\uf06c农八师石河子市公共安全与应急管理系统系统建设将达到的技术指标：\uf06c稳定接入各种应用终端数量不少于500台；\uf06c输入/输出信息流量能力：1000条/秒；\uf06c用户容量：50万用户；\uf06c可用性：99%；\uf06c设计寿命：20年；\uf06c实时性：<=5秒。2.2.7边防团场应急指挥管理系统2.2.7.1研究重点边防是维系国家安全的屏障，我国历朝历代都把戍边卫疆作为国之重事予以大力经营。当前，随着信息技术和战争形态的发展变化，边防不仅以传统的地缘、领土、领空来划分，还以带有政治影响力的信息辐射空间来划分，新疆生产建设兵团边防团队作为维护国家领土主权在边境地区进行的准军事防卫和管理行为，必然随着信息技术和战争形态的发展而变化，如何构建我兵团特色的信息化边防是我们面临的一个重要的研究课题。新疆生产建设兵团在边境地区的重要或关键地带共建成具有国防意义的边境团场32个，守护着1300公里长的国境线，筑起了“屯垦戍边”的国防屏障。“屯垦”就是发展，“戍边”就是维护稳定，兵团既要发展经济，又要维护新疆稳定和边防巩固。屯垦戍边是兵团担负的双重历史使命，二者相辅相成。兵团作为新疆稳定、边防巩固的重要力量，始终坚持劳武结合，在打击和抵御境内外分裂势力的破坏和渗透活动，保卫祖国边疆的稳定和安全等方面，发挥了不可替代的特殊作用。兵团的发展，对加快新疆经济发展，促进民族团结，保持社会稳定，巩固边防，维护祖国统一，发挥着十分重要的作用。新疆生产建设兵团在新的历史条件下要进一步发挥屯垦和戍边的作用，必须要建立较完善的边防应急指挥体制，才能适应新时期边防任务的要求，才能保证兵团完成国家赋予的政治和经济双重任务。加强边防信息化建设，不但是创新和发展信息时代的边防实践，是适应新军事变革的必然选择，而且是履行新时期边防职能，实现信息强边、科技控边、睦邻安边和促进边疆地区经济发展的根本保证。为确保各边境团场的安全和生产任务的落实，我们依托PSTN网，充分利用北斗导航定位系统及GSM/CDMA移动通信网，开发了“边防执勤动态管理系统”。为军警民联防、联建、联管提供了一个指挥协调的平台。2.2.7.2主要研究内容边防执勤动态管理系统是由北斗导航定位系统、GSM/CDMA移动通信网与地理信息系统有机结合所构成的高科技管边控边应用系统。系统充分依托PSTN网，实现对值勤分队到点到位情况的管控、边情及时处理等。1、系统构成系统由空间卫星、指控中心、移动通信网、用户终端四部分组成。结构如下图所示：1.1空间卫星部分双星定位系统由2至3颗地球同步卫星组成，负责执行地面中心站与用户终端之间的双向无线电信号中继任务。1.2指挥控制中心部分由指挥机、GSM/CDMA代理模块、地图服务器、信息服务器组成。作为提供定位信息和短信息服务的接入服务平台，充当卫星网络与陆地电信公众网络之间的网关接口，负责所有信息的捕获、存储、交换、处理、发布，还负责用户的注册、管理、授权等。1.3移动通信网边防团动态管理系统结构图由电信公众网络组成，主要负责手机用户和各GSM/CDMA代理模块之间的通信。1.4用户终端包括手持型定位仪和车载型定位仪。主要配备给执勤分队用来定位和通信。2主要功能2.1民兵执勤分队定位、通信民兵执勤分队实现实时定位，可设为自动间隔定位、被动定位等。执勤分队之间可以点对点双向信息通信，相互传递有价值的信息报文，也可与指挥控制中心或者手机用户间互通信息。可发出具有特定意义的信息：开始巡逻、结束巡逻、出现情况、紧急告警、需要援助等等。2.3指挥、监控指挥控制中心和各级边防指挥机关值班计算机终端可以实时监控下属用户的位置并可将执勤分队的位置信息直观地反映在数字地图上；可以根据执勤分队所处的位置或根据需要发出指令，通播所有终端或发给某一个终端，并可对某个终端点名定位或点名回传通信信息。2.4数据交换指挥机与GSM/CDMA代理模块共同完成手机与北斗用户机之间的信息互通。经过授权的用户（各级边防团指挥机关值班计算机）可通过PSTN网登录至WEB服务器向其下属执勤分队（北斗用户机）及手机发送信息、指令，并可给一组用户群发信息，还可对下属用户机强制点名定位、回传信息。2.5信息转发指挥控制中心将监收到的北斗用户机的定位、通信信息存储在数据库中,并对信息进行分类，根据权限发布到其上级机关的值班计算机上。2.6数据管理具有用户资料数据库，对用户注册、授权、注销进行管理。提供灵活、完善的数据库查询接口，实现与其它信息管理系统的无缝连接，组成完整的信息管理系统；实现路线规划及优化，预先或实时规划执勤分队的运动路线、运动地域，估计到达时间等；依据存储的定位信息，可随时调阅各个执勤分队以往的历史巡逻轨迹，并可根据要求回放或查询途中各项记录信息；对边防巡逻进行年度月度自动统计（如次数、里程、巡逻时间等）并生成报表。12.2.7.3考核的主要指标全疆边防团场应急指挥管理系统系统建设将达到的技术指标：师指挥机终端不少于2台，巡逻终端数量不少于100台；定位信息准确误差不超过军标；网关接口畅通，时延不得大于3秒；指挥、监控并可对某个终端点名定位或点名回传通信信息；数据管理具有对用户注册、授权、注销进行管理。提供灵活、完善的数据库查询接口；对边防巡逻进行年度月度自动统计（如次数、里程、巡逻时间等）并生成报表。；可随时调阅各个执勤分队以往的历史巡逻轨迹。2.2.8空间信息业务系统建设与运行服务2.2.8.1研究重点研究从行政手段、技术途径、利益机制等方面着手，建立兵团各部门之间的空间数据共享机制与形式；通过集成、完善与开发系统所需软硬件环境，建立一个能业务化运行的兵团空间信息共享与服务系统。2.2.8.2主要研究内容本部分主要包括空间信息共享机制与形式、组织机构建设与运行模式、系统主分中心建设、系统运行与空间信息业务化服务、成果推广与人员培训等内容。（1）空间信息共享机制与服务标准制定空间信息共享服务机制与技术规范，是促进地理空间信息的共享和广2泛应用的基础。从行政手段、技术途径、利益机制等方面着手，建立兵团各部门之间的数据共享机制与服务形式。\uf0d8信息更新机制根据示范区对航天、航空、近地、地面空间信息及相关信息的可获得性，制订信息更新机制，明确信息的更新周期与技术经济要求，确保空间信息获取渠道的通畅。建立信息更新应急机制，制订不同的信息更新级别，保证在自然灾害等不可抗拒现象发生时，空间信息综合服务平台能够及时获得所需求的信息，为相关部门提供应急对策。\uf0d8系统管理机制系统管理关系重大，大体包括内部用户管理（系统管理、系统操作）、外部用户管理、输入输出管理、应用管理（发布管理、存储管理）、问责管理等。\uf0d8系统服务机制划分空间信息与产品密级，结合用户的级别与获取渠道等，形成明确的系统服务机制，使工作人员有据可依。比如，某些信息由责任专家和主管领导签发通过内部局域网定期向兵团、各业务局委领导以及有关部门上报。\uf0d8服务与定价机制该平台系统服务的内容主要包括原始空间信息、简单预处理空间信息、空间信息产品等。分别采取免费、低收费、中等收费等定价策略，并针对有重复需求、时效性强的服务推动政府采购，以便平台运行具有相对稳定的投入产出。此外，针对非农部门对空间信息的需求，可实行委托加工等服务与定价形式。总之，尽可能采取灵活的服务与定价形式，以便充分利用平台的设备、人员、资源等，创造更好、更多的经济效益、社会效益和生态效益。(2)组织机构建设与运行模式\uf0d8组织结构建设建立空间信息建设和维护的组织机构和运行机制，建立适合兵团的运营机构，是确保该项目完成后，所建立的空间信息共享服务系统能良性运转。可根据业务需要拟设如下职能部门：\uf0b2决策与市场部：负责业务谈判与市场营销，以及数据订购；\uf0b2数据部：负责数据处理与管理；\uf0b2工程技术与维护部：运用软件或专业知识进行产品制作与发布，技术3支持与售后服务，平台软硬件与网络的维护。培训推广部：负责人员培训与技术推广等同时，聘请若干领域或行业专家协助工作小组进行决策、咨询。对于某些业务，也可考虑委托给其它合作单位，或与之共同承担。在平台建设的初期，尽可能保持队伍的高效、精干，并减少不必要的支出。\uf0d8运行与管理模式在现有行政体系下，统一指挥，分工协作，政府建设核心的数据交换与服务平台，各业务部门按照自己的任务，建立自己的分节点（分中心），维护各自的数据库、数据共享和交换平台，提供共享与交换服务（见图14）。（3）系统主中心建设与分中心集成\uf0d8办公环境，主要是为空间信息平台运行提供的办公条件；\uf0d8系统网络硬件，包括对享有网络硬件设施的完善与集成；\uf0d8系统软件，包括对各专业系统的集成与空间信息管理与服务平台的开发。（4）空间信息产品生成与服务面向各业务部门的行业数据库产品的生成是项目的核心内容。各职能部门既空间信息管理与服务平台各专业局委各师团水资源与水灾害农业土地监测生态环境监测……公共安全与应急图14兵团空间信息业务系统运行管理模式业务局委认可服务内容并负责运行管理4是空间信息应用的主导力量，同时其也是应用建设的主要力量。在原有的业务系统的基础上，通过空间信息管理与服务平台，根据不同行业的需要，生成相应的行业数据产品库，提供给兵团各部门、各行业进行使用，打通部门间的隔阂，综合与业务相关的各个方面的信息资源，进行更为科学合理的分析与决策，为用户提供方便快捷和高质量的服务。行业产品主要包括：1）空间数据产品\uf0d8分级遥感数据产品L0：为购买的原始数据产品，未经几何精校正，主要是供科研部门与大学研究机构使用；L1：经过几何精校正和正射纠正产品，可以直接制作数字影像图或者各专业信息提取；L2获更高级数据产品：主要是指从遥感数据提取的一些“共性”的专题信息，如植被指数等，表面反射率数据等。\uf0d8地理空间基础数据产品\uf0d8社会经济统计数据产品\uf0d8电子地图产品2）空间专题信息产品在得到各专业局委行业规范的认可下，由各专业局委制定业务部门，利用空间信息管理与服务平台提供的空间数据，加工生产各业务空间专题信息产品，服务于各专业局委。这些信息产品包括以下几个方面：\uf0d8以农业需求为主的，包括：（1）农作物种植种类空间分布图、各类作物播种、收获面积估算报告（2）作物长势监测与分析报告（每旬）（3）作物病虫害监测报告（每半个月）（4）土壤墒情监测报告（每周）（5）自然灾害评估报告（灾后一周）（6）农田肥力监测报告（每年）（7）作物产量估测报告及示范区作物产量图（收获前一周）\uf0d8以土地资源调查需求为主的，包括：（1）提供兵团、师、团三种空间尺度土地利用现状数据；5（2）提供兵团年度土地利用变化监测数据；（3）提供按各级行政单位进行各类土地分类面积、用地情况等有关数据的统计报表；（4）提供经济开发区、工业园区、城填等土地利用现状数据与分析报告。（5）为作物种植结构调整较大的团场、特殊地域团场及新建团场、边远团场提供土地评价报告。\uf0d8以水资源调查与水灾害监测需求为主的，包括：（1）各种专题图件，包括：流域数字地形地貌图、流域水系图、行政区划图、灌区水利工程分布图、机井分布图、灌溉类型面积图、洪灾淹没损失及灾情分区图、积雪分布图等。（2）城市和工业取水点、输水管道用水及农业灌溉用水分布统计报告（3）流域出山口的径流预测及水资源评价报告（4）河流、水库水质评估及预测（5）洪灾损失的风险评估\uf0d8以生态环境监测需求为主的：包括：（1）沙漠化遥感动态监测图（每年）（2）植被类型分布专题图（每年）（3）植被生态恢复专题图（每年）（4）土地沙化专题（等级）图（每年）（5）近十年霜冻、冰雹等灾情发生历史分布图（6）霜冻、冰雹等受灾面积专题图（灾情发生当季）（7）草地、森林与防护林长势图（每季）（8）草地类型分布专题图（每年）（9）天然草场退化专题图（每年）（10）生态环境变化综合评价图（每年）\uf0d8以公共安全与应急管理为需求的，包括：应急反应预案、公共安全与应急管理系统（监控中心、GPS终端、数据通讯与传输链）、（5）成果推广与人员培训根据本项目的具体建设内容和进度安排，与项目实施单位及相关应用部门合作举办系列的技术成果宣传及成果应用推广研讨会和培训班，针对兵团各师、6团的农业技术推广人员、管理人员和用户，培养掌握项目实施技术与应用的专业化人才队伍和用户，为示范工程的优质建设、运行和应用提供人才保证，并推动项目成果和系统在其它省、直辖市推广应用。2.3.7.3技术指标\uf0d8兵团空间信息共享与业务运行系统，包括主中心与业务服务分中心；\uf0d8业务化的空间信息服务，提供空间数据与空间信息产品服务。应达到的技术指标：\uf0d8系统正常运行时间在95％以上；\uf0d8遥感数据的获取与处理在得到数据一个月完成数据预处理，在3个月内完成高级产品的生产；遥感图像数据（数据质量正常情况下）几何纠正的误差应该控制在1-2个像元内；\uf0d8系统容量——具备支持20万注册用户的能力；\uf0d8稳定接入各种应用终端数量不少于5000台；2.3项目的技术关键、技术难点与创新点2.3.1总体路线与系统设计原则在充分了解用户需求以及地球观测技术、GIS/WEBGIS技术、网络技术、数据库技术等发展情况的基础上，遵循国家网络基础设施与空间信息基础设施建设的规范与标准以及各业务行业规范，建立新疆兵团空间信息业务平台，总体路线上采用以下系统建设和设计原则。（1）系统高效稳定原则高效稳定的业务流程控制、高效稳定的信息获取、高效稳定的遥感图像信息提取和空间信息整合，以及稳定的业务化运行。（2）系统安全可靠原则当运行平台上的任何设备发生故障时，故障部分退出运行，维修、更换、重新投入运行等都不影响正常的业务工作。系统还具有抵御非法攻击或者非授权访问的能力以及完善的用户操作记录审核跟踪功能。（3）可扩展易升级原则采用层次化、功能模块化的软件结构，规范系统扩展的技术手段，使得业务的扩充不改变现有的技术体系，随着各业务部门分中7心的建立，可以很容易实现与空间信息平台之间的共享。（4）系统性价比高原则方案设计充分考虑软硬件设备和网络设备的性价比和发展趋势，尽量选择性价比较高的主流产品，便于系统的升级与改造。（5）成熟技术与研究创新相结合原则利用先进的成熟技术加快研制进度，降低技术风险，减少研发费用；针对提高数据传输率、提高情报处理能力等关键性技术进行创新性研究。（6）集成与开发相结合的原则该平台的建设一定是在集成现有空间信息与比较成熟的空间信息处理与分析技术的基础上，建立兵团空间信息共享与服务平台。2.3.2拟采取的技术路线项目的实施拟采取分步建设，逐渐搭建一个空间信息共享与服务的平台系统。具体实施步骤叙述如下（图15）：（1）需求分析与服务内容的确定进行完整而科学的需求分析，综合利用调研、访谈与实地考察等手段，兵团农业、水利、土地、城镇建设、生态环境监测以及公共安全与应急反应等方面对空间信息技术的具体需求。只有摸清了各业务部门的需求，才能确定空间信息服务的具体内容以及遥感数据的购买、各专题数据的处理与建库规范，生产的信息产品与提供的服务才能真正为兵团各业务部门所使用。8（2）数据获取、处理与数据库的建立只有弄清了空间信息数据库的内容与空间信息服务的内容，才能确定数据传输需要的通信网的性能，由此可以推断传输网络的建设目标和任务。根据数据的内容和工作流程，才可以确定存储的方式和内容，为基础数据库系统提供总体设计方案和各种规范，可以由此进行数据库设计和开发工作。该项工作可以分两步进行：第一步：对现有空间数据进行集成与标准化处理。在以前的项目或工程中已经建库的空间数据，包括历史遥感数据、地理基础数据、各种专题数据，和非空间数据，通过标准化与规范化处理，集成到空间信息平台数据库系统中。第二步，通过需求调查，新获取多分辨率、多时相遥感数据的获取，进行处理并建立数据库。这部分主要是获取新的多分辨率、多时相航空与卫星遥感数据进行规范化的遥感图像处理，生成初级、中级与高级图像产品，建立涵盖中、图15技术路线示意框图成立项目组织机构与运行机构需求分析与服务内容确定历史数据规范化处理与集成空间数据获取与处理空间数据库的建立空间信息管理系统的开发与集成各业务功能模块的设计与开发、集成平台系统的集成、调试与试运行项目验收与平台系统业务化运行9高空间分辨率的（如10米以上分辨率、米级分辨率、亚米级分辨率）综合遥感影像数据库。除遥感数据外，还需根据需求，采集各专题信息，进行分类编码与数字化与规范化处理，建立各服务业务所必须的专题数据库。在规划设计信息采集系统时，应对所采集的信息类别和流量有所测算，对各类信息的更新方式及周期有所规定，以确保所需的各类信息得到及时更新。健全的、有生命的信息采集网是本系统能否业务运行的关键。此外，在规划设计中应采用数据仓库技术，建立一个具有分布和异构特点，面向服务任务、支持管理决策过程的空间数据仓库是项目空间信息平台系统的基础。（3）空间信息平台与各业务功能模块的组件式开发与完善本系统设计涉及管理多种文档及空间数据类型，提供多种数据或功能服务。为了把系统建设成具有数据结构通用，系统服务功能可扩展，平台系统采用基于Java的J2EEWeb架构，或基于Microsoft的.NETWeb架构的B/S体系结构，以及采用C/S结构系统管理和数据维护等功能。采用大型关系数据库（Oracle/SQLServer）作为数据管理平台，使用ArcSDE空间数据引擎管理空间数据；以VisualC++作为主开发语言，增强开发的灵活性和集成能力。各业务功能模块可以采用VisualC++从底层开发，也可以在GIS平台上进行二次开发。各功能模块最后在统一用户界面下用进行集成与管理。可行的方案可以选用ESRI公司的ArcGIS平台，也可以选择ArcEngine组件，进行GIS功能的组件式开发。三维可视化模块采用OpenGL为底层，Windows系列操作系统环境都自带OpenGL库，具有较强的通用性。（4）平台系统的集成、调试与业务化试运行在平台各功能模块开发完成后，根据设计方案进行平台系统的集成，初步建立空间信息服务平台系统，然后进行各功能模块的测试与调试，随后开展业务试运行，发现错误，逐步完善平台系统在软、硬件环境建设。（5）项目验收与平台系统业务化运行系统投入试运行后，应进行人员培训，并逐步移交给兵团空间信息管理机构，负责系统的业务化运行。根据科技部对“支撑计划”重点项目的管理与有关规定，组织专家对项目进行验收。验收合格后，平台系统全部移交给兵团管理机构，开始业务运行，提供空间信息的共享与服务，为兵团各级管理部门提供空间信息服务与决策支持。102.3.3关键技术内容（1）海量空间数据（尤其是遥感影像数据的）分布式管理、操作与可视化技术；规范化与标准化的空间数据获取、处理与产品生成技术；空间信息网格技术；空间信息平台与应用模型的集成技术。（2）地物、作物类别的遥感精细分类技术；面积、长势与产量等指标遥感估测的误差控制技术与精度检验；棉花产量的遥感估产模型与方法；（3）流域水文、水质的遥感识别技术；多源数据融合技术；进行流域水资源形成、转化的模拟模型技术；墒情实时监测及预报技术。（4）土地利用/土地覆盖遥感精细分类模型与方法；适合兵团的土地利用变化检测方法研究。（5）不同土地覆被类型的遥感精细分类技术；生态环境评价模型的建立（6）GIS平台——地理信息系统以其特有的功能成为实现可视化管理平台的重要手段；通信技术与抗干扰/遮挡技术——通信系统包括有线通信和无线通信系统，是应急管理系统协调管理的主要途径。GPS信号的遮挡或者被干扰会引起定位信息的缺失；数据仓库与知识管理技术——为了满足分析型应用的需求建设数据仓库，以内容全面的知识库和数据库作为支持，通过应用数据挖掘等技术，以支撑各种主题的在线分析处理业务，为决策会商服务。（7）空间信息系统集成技术；空间信息共享机制建立；业务系统的维护与管理。2.3.4技术难点与创新点（1）基于空间信息、农业信息资源语义互联和WebServices服务封装的信息协同服务技术；（2）基于粗糙集的模糊信息源聚集分类与知识发现技术；（3）多源数据融合及多时空尺度农业资源数据空间化方法、分布式动态模型构建技术；（4）基于不同分辨率遥感影像的农作物实时分析和动态监测技术；2.4项目、人才、基地统筹计划充分发挥新疆兵团、北京大学、国家农业信息化工程技术研究中心及中国科学院的人才和技术优势，依托重点实验室、工程技术研究中心、企业技术中心等11研发基地，构成学科交叉、产学研相结合的综合性技术队伍。完善团场信息化技术研发创新基地3个，培养学术带头人10人以上，培养研究生40-60名，团场信息化技术研发人员50人，培训基层村镇信息化技术开发与服务人员1000人。三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及国内现有工作基础3.1国外技术发展趋势与现状、专利等知识产权及相关技术标准情况分析地球空间信息技术（对地观测技术、地理信息系统技术、卫星导航技术等）在世界范围内的社会与经济领域正在发挥着越来越重要的作用。美国劳工部把地球空间技术，与纳米技术和生物技术一起确定为新出现的和正在飞速发展中的三大最重要技术。借助航天、航空对地观测平台，人类开始实现对地球不间断的观测，通过信息处理快速再现和客观的反映地球表层的状况、现象、过程及其空间的分布和定位，服务于经济建设和社会发展。空间信息技术的应用改变人类观测地球的方式，大大开拓了人类的视野，极大增强了人类认识世界的能力，对21世纪人类的世界观和生活、生产以及信息交流方式将产生深远的影响。自20世纪中期以来地理空间信息技术已取得长足的进步，已经在资源调查、灾害和环境的动态实施监测、区域和城市规划、农作物估产等领域得到广泛应用取得显著的经济社会效益。特别是近10年来，在信息网络技术带动下，空间信息技术加速向传统产业渗透，应用领域加速扩大到国民经济和社会服务的许多重要领域，在农业、城市和区域规划管理、交通、商业、传统制造业的信息化改造国家宏观规划、管理、决策以及社会服务等方面发挥越来越重要的作用。以多源、多分辨率地理空间信息的集成化和网络在线应用为特点的空间信息技术应用将逐步成为空间信息技术应用及其产业化的主流。随着可供利用的商业化的遥感卫星的数量、种类不断增加。空间信息资源的快速获取、处理、网络服务和应用将成为空间信息资源应用及其相关信息服务业的主流。基于多源、多分辨率地理空间信息的网络集成，模型处理、三维显示和虚拟现实为特点的“数字地球”技术应用将成为空间信息基础设施的重要应用模式。空间技术、网络通信技术与各类应用系统的集成将成为主导的应用模式，基于广域空间信息栅格，支12持多源地理空间信息网络互操作的网络服务将成为未来空间信息服务的主导式。支持空间信息资源网络共享的空间信息基础设施进入新的发展阶段，将立足21世纪新一代空间技术、网络通信技术、人工智能计算技术和地球科学的综合集成应用，将大大提高信息资源的开发利用水平，促进地理空间信息产业发展。民用遥感卫星的研制向专业化和综合集成化两极发展。专用型的微小卫星以其投资和规模小、研制周期短，在专业性遥感卫星的应用方面得到迅速发展，由企业通过市场筹融资，卫星数据产品商业化营销，将成为这类卫星的主要投资和运作方式；同时，各空间国加速研究开发具有新一代高性能、全天候多种传感器和实时定位、定量处理能力的大型综合性遥感卫星平台，为各领域的应用提供时空分辨率和波谱分辨率越来越高的稳定遥感信息源，参与全球的遥感数据市场竞争。为此，我国应制订相应的对策，从上述两个领域探索适合本国国情的遥感卫星发展战略，尽快明确民用卫星发展的国家层次的技术路线。对空间数据共享服务的关注在国外起步较早，美国宇航局（NASA）在20世纪80年代末期，针对当时以遥感数据共享为中心的空间数据共享与服务问题，提出了对地观测数据信息系统（TheEOSDataandInformationSystem，EOSDIS）。NASA后来通过采用一种新方法发展EOSDIS的元数据成为数据仓库（ClearingHouse），从而为外部开发的用户界面和数据服务的互操作提供基础，发展起来的系统就是目前NASA面向普通用户的ECHO（TheEOSDISClearingHouse）系统。此外，目前运行比较好的空间信息共享系统有美国NOAA基于Web服务的、实时和后反馈式两种方式的气候与天气模型数据访问服务系统NOMADS（NOAANationalOperationalModelArchiveandDistributionSystem），加拿大的GeoConnection，以及欧洲空间局（ESA）的DataGrid与EGEE。这些系统对空间数据服务于用户，尤其是普通用户，起到了极大的推动作用。国内到20世纪90年代末以来，国家科技部大力强调空间数据共享，如“国家基本资源与环境遥感动态信息服务体系的建立”，“国家科技基础条件平台”等项目，试图建立我国自己的空间信息服务体系。但就目前的形式看，我国在国家级的空间信息共享方面还有待加强。与此同时，一些地区和部门也在探索空间数据的共享途径，比如北京市信息资源管理中心从2001年成立以来，在13年度航空摄影、统一购买遥感数据以及空间数据“一次采集，多次使用”等方面取得了很大进步，目前已经建立了从TM/ETM、SPOT到QuickBird/IKONOS低中高分辨率的卫星遥感数据系列，更高分辨率的年度航空摄影数据（2001——2006），以及集中购买“北京一号”小卫星数据等，建立了“综合遥感影像数据库系统”，并确立了空间数据的三种共享形式：硬盘拷贝、在线浏览、接口服务。此外，还建立了公用的“政务信息图层共享服务系统”，空间数据的共享程度被列入北京市政府部门年度绩效考核指标。在“十一五”期间，国家把空间数据共享与服务体系的建立放在非常重要的位置，试图建立我国地球空间信息网格（Geo-spatialInformationGrid,SIG）。我们看到空间信息与技术在我国正在和即将走向政府决策部门、企业与生产部门、甚至满足个人的需求（如个人LBS服务）。另一方面，空间信息技术，尤其是遥感技术在农业、土地、灾害监测等部门的业务应用可以追溯到更早的时期。早在20世纪70年代，美国就开始用卫星遥感技术在全球范围监测农作物生长状况，目前世界上已经有30多个国家开展了这方面研究。美国于70年代中期开始的“大面积作物调查试验”（LACIE）和随后开展的“利用空间遥感技术进行农业和资源调查”成为农业遥感研究与应用的先例，被遥感界誉为遥感估产的典型和里程碑。LACIE的主要目的，是研制美国所需要的监测全球粮食生产的技术方法，其主要研究内容为：利用陆地卫星资料估算作物的种植面积和生长状况，利用气象卫星的天气资料作为作物单产估算模型的主要输入量，结果表明，应用卫星遥感技术有助于改进作物产量预测、估算，大面积小麦产量预报精度。“利用空间遥感技术进行农业和资源调查”计划是由美国农业部、国家宇航局、美国商业部、国家海洋大气管理局和美国内政部联合制定并实行的农业遥感项目，以满足美国资源管理和对全球作物产量及状况信息需要。主要包括早期预警与作物条件评价、调查技术的发展、产量模式的发展、支持研究、土壤水分、国内作物和土地覆盖调查、可更新资源调查、水土保持和污染8个方面。143.2国内现有工作基础3.2.1国内现有工作基础我国也在这一领域开展了几十年的研究。近30年来，遥感在我国小麦及水稻估产、农田病虫害监测、作物种类识别、田间墒情诊断、田间小气候测定、大面积作物种植结构规划、作物产量预测及国家农业区划等众多领域，都显示出强大的应用潜力。随着现代计算机技术的发展、卫星遥感分辨率的提高，应用卫星遥感信息监测农作物面积、估算其产量已从理论研究走向应用阶段。美国、欧盟、澳大利亚等国家和地区的遥感估产运行系统从20世纪80年代开始陆续投入使用，为其粮食生产、贸易及食物安全预警发挥了重要作用。目前，国内在利用遥感对小麦、水稻等作物进行估产方面已有许多成功的经验。但是，棉花遥感测产则有较多困难，大部分研究与应用仅限于播种面积的变化监测。如何建立合理的棉花单产模型与提取棉花遥感信息是棉花估产的难点所在，也是国际性的难题。在空间技术领域，我国从1978年的腾冲遥感实验，到20世纪80年代山西省农业自然资源遥感研究、内蒙古草场资源调查研究、真实孔径雷达、微波辐射计的研制及应用、气象卫星的接收和处理系统的研制和应用、陆地卫星像片农业自然条件目视解译系列制图。我国遥感与GIS应用技术从无到有，迅速发展，20世纪90年代是遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等3个“S”领域全面发展的时期，其中“九五”期间国家科技部重中之重的攻关项目“运用遥感、地理信息系统、全球定位系统进行土地资源动态监测与示范”是90年代空间信息技术集成应用的一个代表。另一方面，随着空间技术的应用深入，90年代后期以来，开始强调系统业务运行和服务体系的建立，如“国家基本资源与环境遥感动态信息服务体系的建立”等项目。从“十五”以来，国家大力主张运用空间技术解决我国社会经济发展中面临的重大问题，发挥空间技术在国家、省级宏观决策，以及在农业、国土、森林、草场等方面管理中的积极作用；强调技术集成、信息共享与服务体系的建立。153.2.2兵团已有的工作基础兵团农业集约化的管理与种植模式、高程度的机械化作业等现代化农业技术应用水平，无论从体制上还是从自然条件上都具有应用空间观测与信息化技术得天独厚的条件。国家与兵团一直非常重视在兵团范围内应用、研究空间遥感技术与信息化技术，为此兵团在空间信息技术的研究与起步也较早。在国家科技部的支持下，自1999年就开始承担国家863计划“智能化农业信息技术应用示范工程——新疆兵团示范区”项目，随后参加与主持了国家“十五”科技攻关计划项目“农业信息化技术研究”子课题“农业信息分析系统研究”、国家“863”计划“我国典型地物标准波谱数据库”子课题项目“棉花波谱数据采集与模型”、农业部课题“新疆棉花种植面积遥感监测系统”子课题“新疆棉花种植面积遥感监测系统中农作物地面光谱测量与识别的研究”、国家863计划“大规模现代化农业数字化技术应用研究与开发”、国家863“缩小数字鸿沟—西部行动”项目，国家863计划软件重大专项项目“基于LNIX的国产办公套件的开发”等相关项目。在系统集成、软件开发、信息处理、数据库建设方面,形成了“新绿洲”、“新大新”、“百花村”等一批具备开发建设、维护能力的信息技术服务企业。在信息资源开发方面,创建了“新绿洲网”、“西域热线”、“西域军垦”、“经济专网平台”等一批各具特色的专业网站。是兵团的空间遥感技术与信息化的应用程度与水平在全国处于较高水平。兵团现有基础条件：（1）信息化基础条件及应用情况新疆生产建设兵团的农业、工业、商业、贸易、科研、文教、卫生、交通、通信、旅游、服务业完备，其国民经济和社会发展计划在国家实行计划单列。兵团辖14个农业师（含石河子市、五家渠、阿拉尔和图木舒克4个市）、178个农牧团场（分布在新疆各地、州、市），总人口248万，有各类专业技术人员14万人。有2所大学（石河子大学和塔里木大学），有新疆农垦科学院等研究开发推广机构160个，8000余个企业和事业单位，农业耕地面积1596.86万亩。兵团农业发达，技术先进，机械化程度高，大农业总体技术水平处于国内领先水平。1)通讯与网络基础情况目前,中国电信、联通、铁通等在新疆建成的主干通信通道,已通达兵团各师16局和大部分农牧团场。百花村软件园与铁通合作,建立了铁通新疆兵团电信端局。兵团约93%的团场建有有线电视系统,有线电视入户率达到60%。广播、电视覆盖率分别达到87.1%和90.9%。同时,兵团也初步形成了由12Mb租用线路(中国电信2M,铁通1OM)、5Okm自有光纤干线和5个无线通信网站、80KM网间距无线扩频组成的,覆盖50多个兵团单位、1500多个信息点的兵团（乌鲁木齐市）城域网络。师局的网络建设已基本形成并投入使用，部分团场已经实现了团场内部光纤联网,建立了团场局域网并开展了信息技术的应用。2）兵团信息技术应用的基本情况目前,兵团机关电子政务系统已经投入使用；兵团土地局、林业局、统计局、设计院等部门应用3S技术开发的地理空间信息系统,也基本形成并且投入运行。新天国际、新疆天业等部分企业开发建设的信息管理系统,基本实现了生产、经营、管理、决策的信息化；建成石河子大学、塔里木大学、兵团电大、兵团二中、三中等部分大、中、小学的校园网,并实现了远程教育；兵团医院、农八师医院等实现了医疗领域的管理信息化,农七师医院实现了远程医疗、专家会诊。在系统集成、软件开发、信息处理、数据库建设方面,形成了“新绿洲”、“新大新”、“百花村”等一批具备开发建设、维护能力的信息技术服务企业。在信息资源开发方面,创建了“新绿洲网”、“西域热线”、“西域军垦”、“经济专网平台”等一批各具特色的专业网站。（2）兵团农业信息化应用情况1）农业生产过程信息化应用情况在国家科技部的支持下，自1999年承担国家863计划“智能化农业信息技术应用示范工程——新疆兵团示范区”项目以来，推动了兵团的农业信息化研究、应用工作，为兵团实施精准农业提供了技术条件。农业智能决策系统的应用示范。将兵团近年来的农业（特别是棉花）科研成果和栽培技术进行优化、规范，建成基于网络的新疆兵团农业生产决策专家系统，并在部分团场进行了示范。通过Internet和团场局域网向团场、连队提供先进、快捷的综合技术服务，全面提高了示范点基层连队的生产和栽培管理水平。根据兵团农业生产规模化、现代化、集约化的特点，在引进国家农业信息技术研究中心开发的网络化、构件化农业专家开发平台的基础上，开发了基于Internet的兵团棉花、加工番茄、小麦综合管理专家系统。17开展兵团农业远程多媒体信息服务系统的应用示范。引进了两套带VOD点播系统的农业远程多媒体系统，在121团、149团应用示范。系统内有农业科技多媒体课件400多个，包括农作物栽培技术、蔬菜栽培技术、食用菌栽培技术、病虫害防治技术、果疏储藏加工技术、特种特养技术、综合生产技术和WTO与中国农业等22大类。基层农业信息技术应用队伍的培养。为了推进农业信息技术及空间信息技术在兵团的全面应用，结合本地实际和工作发展的需要，组织了相关人员到内地培训，并举办了数期培训班，对团场及连队的技术人员进行农业信息技术应用培训，培训基层农业技术人员500余人次。促进了兵团农业信息技术的普及与推广。2)兵团水利信息化应用情况兵团以水情自动测报管理为突破口，加快水利信息化建设。目前，兵团主要农业灌区陆续实施水情自动测报系统建设，为水利早日实现信息化、现代化打下基础。到2004年末，全兵团有效灌溉面积1461万亩，其中节水面积809万亩。水资源供需矛盾仍很突出，利用信息化技术优化配置水资源，是兵团水利建设落实科学发展观的宏观要求。1998年，兵团水利部门在兵团和国家水利部的支持下，利用国债资金，率先在天山南北部分灌区启动了水情自动测报系统建设。2000年，担负农二师库尔勒灌区用水管理的十八团渠管理处投入120多万元，完成了兵团首家水情自动测报系统建设，工程由水情信息化管理系统（前段数据采集、传输、处理）、视频监视系统、闸门自动控制系统、办公自动化系统组成。它的建成，实现了灌区水位、流量、闸位及雨量数据的实时采集，重要水工建筑的视频监控等，同时可给防汛指挥决策提供支持。该处被国家水利部列入全国26个大型灌区信息化建设试点单位。2004年8月，该处与高新技术企业成都中亚港利科技集团公司合作，完成了首期新一代水情自动测报系统建设，距离“数字灌区”目标越来越近。农一师塔里木河灌区耕地面积170万亩，是目前全国最大的灌区。2001年，塔里木灌区水利管理处投入200万元，构建了用于引蓄水工程的水情自动测报系统，实现了水利调度的优化管理，使该处塔里木河限额水量从当年的19.5亿18立方米减少到去年的18.13亿立方米,渠系水利用率提高到76%,节约用水1.5亿立方米,为塔里木河下游的生态保护发挥了积极作用。石河子玛河管理处投资250万元建设的夹河子水库洪水调度系统，2002年投入运行，基本实现了水情自动测报，洪水运行期可及时、准确地传递水情信息，为防洪提供决策依据，为最终实现玛河流域水库自动化联合调度及灌区构建自动化网络奠定基础。（3）兵团开展的相关研究情况1）参加国家与各部委的相关科研项目情况1999年承担国家863计划“智能化农业信息技术应用示范工程——新疆兵团示范区”项目、2002年参加国家“十五”科技攻关计划项目“农业信息化技术研究”子课题“农业信息分析系统研究”、2003年主持国家“863”计划项目“我国典型地物标准波谱数据库”子课题“棉花波谱数据采集与模型”、2003年主持农业部课题“新疆棉花种植面积遥感监测系统”子课题“新疆棉花种植面积遥感监测系统中农作物地面光谱测量与识别的研究”、国家863计划“绿洲农业水土资源空间信息服务系统”，国家科技攻关计划“农业信息网及智能化农业信息技术应用示范”，联合国亚太经合理事会项目“中亚水土资源综合管理系统”，科技部科技基础性工作专项资金项目“中国空间信息网—新疆兵团分中心的建设”，中国科协西部科普示范工程项目“建设农村科普信息网络示范县（121团）”，国家863计划“大规模现代化农业数字化技术应用研究与开发”，国家863“缩小数字鸿沟—西部行动”项目、国家863计划软件重大专项项目“基于LNIX的国产办公套件的开发”等项目、2000年承担并完成了国家“863”智能化农业系统的专家网站建设及新疆兵团农业信息网站建设。2）空间信息技术在农业应用中的基础研究情况研究并建立了新疆棉花生长机理模型。根据棉花生长规律，建立机理模型，在引进了以色列棉花生长模拟模型（COTTON2K）的基础上，结合新疆棉花品种特性、环境条件及栽培技术，对有关模型及参数进行了验证和修改，开发出棉花生长模拟专家系统。研究建立了基于网络GIS的平衡施肥系统。采用遥感卫星影像数据与地理信息迭加建立了农八师土地、作物分布图，通过遥感遥测或手工采集、化验、分析土壤数据，运用计算机精确计算分析后，根据作物生长需求建立精确施肥数学19模型，建立了土壤养分管理及作物推荐施肥系统。开发出了基于GIS的农八师石河子平衡施肥专家系统（网络版/单机版）。以指导棉花科学施肥，提高肥料利用率，节约降低成本。研究建立了主要作物病虫害综合防治及测报专家系统。结合新疆病虫害发生规律，与中国农业大学、新疆农业大学合作，开发了新疆棉花病虫害诊断防治多媒体系统。建立了农业综合信息网络系统。在农八师石河子市科委建立了基于Internet的开放分布式智能化专家系统网站（www.863xjshz.com.cn）。网站内容包括网络介绍、智能决策、病虫害综合防治、品种信息、气象信息、数据报表、市场动态、在线咨询、网上培训、企业园地、友好网点的内容。（4）兵团开展的空间信息技术在农业生产中的研究与应用情况石河子大学省部共建“新疆兵团绿洲生态农业重点实验室”，在空间信息技术研究与应用方面做了大量工作，并积累了丰富的试验数据与技术成果。1）开展的精准施肥研究，采取格网采样结合化验室分析建立土壤养分GIS数据库，以综合施肥模型或目标产量模型结合专家系统进行施肥推荐。基于GIS的作物精准施肥和养分管理系统已经在新疆兵团5个师局、超过100万亩的农田上应用，经济效益显著。目前正在研究与遥感技术的结合应用，并取得阶段性进展。开发并完成了新疆棉花综合管理专家系统、小麦综合管理专家系统、棉花生长模拟专家系统、新疆棉花病虫害诊断防治多媒体系统和采用遥感卫星影像数据与地理信息迭加建立的团场地理信息系统（GIS），并在示范团示范、推广；利用建成的基于Internet的分布式智能化专家系统网站，向团场、连队提供有关计算机网络知识、作物栽培管理、智能决策、病虫害综合防治、品种信息等专家级服务；并建立有种业信息、科技信息等在线咨询的农业生产综合技术查询服务系统和推荐施肥系统及土壤养分管理网络服务体系。在部分团场，已开始使用基于WebGIS的土壤肥力管理系统。通过该系统，利用高光谱遥感研究建立的作物生育过程中光谱特征与作物营养特征、水分状况变化规律的反演模型，确定作物不同生育阶段个体与群体水分含量、营养状况、叶绿素含量、生物产量、地面覆盖度等光谱识别特征参数，为作物营养及水分诊断提供依据。2）将空间信息技术特别是遥感技术与以各类专家系统进行集成，开展现代精准农业关键技术应用与示范。20利用卫星遥感技术进行作物面积和长势监测、产量预报研究，结合已建成的GIS系统，为棉花生产提供准确的生产管理信息，以此指导农业生产。与中国科学院地理所合作，在121团建立新疆棉花精准种植试验示范区，并重点开展利用高光谱进行土壤、植株养分监测试验；2003年-2006年，石河子大学与中国农业科学院作物所、中国科学院遥感应用研究所合作，在兵团开展了利用卫星遥感技术进行棉花长势及水分动态监测以提高棉花精准管理水平的研究，2006年已实现利用MODIS数据进行兵团尺度的棉花长势监测，每旬向兵团农业部门提供棉花长势分析报告；在师、团尺度上利用Landset遥感数据结合MODIS数据进行团场棉花长势与水分动态监测，为团场提供实时的棉花长势与水分信息，目前示范区棉花长势喜人，节本效果显著。精准灌溉与精准施肥水平得到提高。3）开展了棉花精准收获试验2001年-2003年，分别在农八师144、149团会同中国农业大学“精准农业技术信息中心”合作，成功进行了基于差分GPS的棉花产量精准收获试验。并生成了全国第一张带差分信号的棉花实时收获的产量图，系统计产与实际产量误差在5%以下。通过测产仪产生的数据及棉田产量图的绘制，进而探索棉田产量空间分布的差异性，分析影响棉花产量形成的相关因素，实现节约成本，提高效益的目的。4）开展了基于空间信息指导下的膜下节水自动化灌溉试验与澳大利亚悉尼大学合作，在兵团农业科技园区、149团安装了土壤水分自动监测仪，为进一步开展节水自动化灌溉系统的试验研究打下了基础。与中科院南京土壤研究所合作在121团、农业科技园区和143团安装了国内自主开发的膜下节水自动化灌溉系统，示范作物为棉花、加工番茄。2006年，石河子大学与中国农科院作物所、中科院遥感所合作，开展了将遥感监测作物水分系统与自动化灌溉系统进行集成的精准灌溉试验研究，目前进展顺利。自1998年起,兵团陆续组织石河子大学、各师水利局、水管处及相关部门进行水利信息化研究与建设；已建成兵团防汛抗旱调度指挥中心，农七师防汛抗旱调度指挥系统、农十师防汛抗旱调度指挥系统，并开发了“干旱区水库洪水调度系统模板”，该模板建立从遥测数据提取、分析、处理到洪水预报、洪水调度、实时水雨情数据查询、工情数据查询、历史洪水查询、实时和历史数据整编计算21机化全过程，提供强大人机交互功能，将决策者经验和知识融入实时洪水调度中，提供智能化的决策支持。可广泛适用于干旱区水库洪水调度，最大限度的发挥水库防洪以及灌溉效益。用户仅需根据某座水库的实际情况对模板略做相应的修改即可生成新的水库洪水调度系统。在此模板基础上开发的农八师玛纳斯河流域夹河子水库洪水调度系统、农七师奎屯、车排子水库洪水调度系统，自运行以来，系统稳定、预报精度高、调度合理，取得了一定的经济、社会和生态效益，可进一步在其它干旱区水库推广应用。该研究成果“干旱区水库洪水调度系统模板开发”2005年通过了兵团科技局的科技成果鉴定，总体水平疆内领先，部分成果国内先进。农业信息技术应用给兵团带来明显的经济、社会效益，兵团农业信息技术应用规模化与集成化程度高，总体水平达到国内先进，具有很好的示范作用。（5）兵团科研技术依托的基础条件兵团现有石河子大学、塔里木大学2所大学，新疆农垦科学院等科学研究与技术开发推广机构160个，拥有较强的科研与技术开发推广实力，可以满足本项目的科研与技术建设工作。1）石河子大学基本情况作为项目主要执行单位之一的石河子大学既是新疆生产建设兵团的教育中心，也是新疆生产建设兵团重要的科研开发基地。石河子大学位于新疆石河子市2000年8月，被国家确定为西部重点建设高校。教育部先后指定北京大学、天津大学对口支援石河子大学。2004年5月，教育部与新疆兵团共建石河子大学。石河子大学有良好的教学、科研条件。拥有十大学科门类，设有20个学院，拥有4个博士学位授权点，48个硕士学位授权点，54个本科专业，11个农业部、自治区、兵团重点学科，23个研究机构，教学科研仪器设备总值近2亿元，公开出版发行5种学术刊物。拥有设施完善的图书馆，图书馆藏书212万册，内有联合国粮农组织（FAO）藏书点，是国家“863”计划中国数字图书馆新疆唯一的高校示范工程项目。有教育部“绿洲农业工程与信息化工程研究中心”，省部共建“新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室”、省级重点实验室“新疆生产建设兵团农业机械重点实验室”近年来，石河子大学主持参加国家“973”、“863”、国家攻关、国家自然基金及其它部、委、自治区、兵团研究项目400余项，取得国家科技进步二等奖，22省部级奖近50项。在对外交流与合作方面，先后与美国、加拿大、英国、法国、日本、韩国等国家的高校建立了校际交流与合作关系，与北京大学、中国政法大学中国农业大学、南开大学、武汉大学、西安交通大学、山东农业大学、南京农业大学等开展全面合作或联合培养博士生。国内外100余位专家、教授被聘为石河子大学兼职教授。因此，石河子大学具备承担“新疆兵团空间信息综合应用关键技术集成与业务平台”项目研究的基本条件。2）塔里木大学基本情况塔里木大学位于南疆塔里木河畔的阿拉尔市，创建于1958年，原名是塔里木农垦大学，学校是国务院学位委员会、教育部批准的首批具有学士学位授予权的本科院校，是一所以农为主，文、法、理、工、经、管协调发展的多学科普通高等学校。图书馆藏书60万册，各类期刊1200多种，校园局域网与中国教育科研网联接。编辑出版的《塔里木大学学报》在国内外公开发行。塔里木大学现有8个学院，6个硕士学位专业点，30个本科专业，专业涉及7大学科门类，学校现有24个实验室、2个省级重点实验室、4个省级重点学科、建设25门精品课程、20个校内外教学实习基地。近年来，学校承担各级各类科研项目300多项，共获得科技成果55项。在为分布在南疆团场进行科技服务方面独具特色。3）新疆农垦科学院简介新疆农垦科学院是兵团直属的综合性科研单位，地处石河子市。经过四十多年的发展，成为具有作物、棉花、农机、畜牧兽医、林园、水利土壤、特产加工、科技信息等八个研究所和农业部食品质量监督检验测试中心、农业新技术推广服务中心两个中心，共三十多个学科和专业。拥有开发性经济实体11个，年产值近亿元。拥有高压液相谱、原子吸收、氨基酸分析等万元以上的先进仪器设备120余(套)，具有先进的测试手段和计算机信息网络。近年来，共取得科技成果333项，获兵团级以上奖励196项。其中国家科技进步一等奖5项，二等奖l项，三等奖4项，省部级一等奖27项。4）兵团生产力促进中心简介现有从事计算机网络技术、农业信息、农业机械开发、设计及科技培训等技术人员20人。拥有DGPS系统，专业3S技术应用开发软件（ENVI、MAPGIS23等），农业专家系统开发平台（PAID4.0），生长模拟模型源程序，100GB的遥感、地理、水力、农业、气象等数据。先后承担国家“863”、国家攻关等项目8项。并与国内外院校和科研机构有良好的合作关系。建有国家“863”智能化农业系统的专家网站及新疆兵团农业信息网站，已开发出拥有自主知识产权的基于网络的棉花、加工蕃茄、小麦智能决策专家系统新疆棉花模拟模型；基于GIS的平衡施肥专家系统；棉花病虫害防治多媒体系统；农田地理信息系统。同时开展了地理信息技术、遥感技术的研究,并与美国加州州立大学洛杉矶分校合作,对地物光谱进行了测定,运用假彩色合成技术对遥感影像进行处理,建立了石河子垦区团场级地理信息系统数据库。在对地观测技术应用于兵团水土资源综合管理方面已形成信息处理关键技术、实用模型库技术等成果，并开发有具有自主版权的水土资源空间信息服务系统（LAWRIS）。成果还包括，利用遥感与GIS相结合建立绿洲农业信息服务系统；适用干旱区土地与农作物的分类方法，利用温度植被旱情指数（TVDI）进行本区土壤水分监测，建立了规划决策支持模型；收集与购置了基本完整的1999年至2004年Landsat7TM数据影像，采用ENVI、ArcViewGIS等软件开发建立了基于互联网的农田地理信息系统和平衡施肥专家系统，并建立了石河子地物及作物养分光谱数据库。开发了基于RS的石河子垦区农田地理信息系统、绿洲农业空间信息服务信息系统，水土资源综合管理信息系统，大比例石河子市区电子地图等。因此，从兵团拥有的大学及科研院所具备的研究条件及已有工作积累来看，完全有能力承担并完成“新疆兵团空间信息综合应用关键技术集成与业务平台”项目研究工作。四、技术、经济效益、推广应用及产业化前景4.1技术、经济、社会效益分析本项目的实施，将结合我国近年空间信息技术研究与应用的成果，集成目前空间信息技术领域的遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）等3S技术与信息平台、数据库、信息服务共享与服务等技术并进行应用为探索省级或国家级空间信息共享机制与应用服务平台构建提供经验，并具有24示范和推动我国空间信息技术应用发展的作用；通过兵团空间信息共享平台的建设，可为兵团数字化建设提供空间信息基础设施，从而为“数字兵团”奠定坚实基础；通过提供高分辨率的航空、卫星遥感数据，为农业、水利、农机运用与管理、测绘、土地、生态环境保护与交通等部门服务，实现空间信息的服务增值；此外，还很大程度上提升兵团遥感技术的研究与应用水平，并为兵团培养一大批遥感、信息技术应用方面的高级专业技术人才，对新疆和兵团的农业现代化与信息化产生巨大的推进作用。通过农业空间信息综合应用管理，可实现如下的预期经济效益：（1）通过空间信息与其它信息的统一采购与信息共享服务，每年兵团可节省信息数据费用近千万；（2）据有关专家统计计算，通过空间遥感获取信息数据的费用只是传统统计方法获取信息数据费用的1/3。更重要的是，通过空间遥感所获取的信息具有真实、客观、及时性。（3）根据遥感数据提取作物、农田水肥空间差异信息，精确实施空间变量水肥管理，减少水、肥投入，提高农业用水及化肥利用效率，增加作物产量。同时也可减轻过量施用化肥对环境带来的污染；如果仅在兵团750万亩棉花上应用空间信息服务，每年每亩至少减少水、肥投入5元，仅这一项即可减少成本投入3750万元，同时，由于水肥施用更为科学合理，棉花单产至少提高5%，每亩地每年可增加收益50元。通过该项服务实现节本与增产，每年可为兵团增加4亿元的收益。（4）水土资源动态监测信息服务系统在兵团1580万亩农田中进行应用，每亩有望节约生产成本2元，提高效益2元，每年可为农业生产产生效益6320万元；可为测绘、土地、交通等部门提供空间信息服务创造产值约480万元。项目社会效益分析：（1）本项目的实施可以带动石河子大学在空间信息技术综合运用领域的学科建设和人才培养，所建立的空间信息综合应用服务平台不仅为各业务部门提供服务，也是一个重要的教学与研究平台，成为产--学--研的联合体。（2）项目所依赖的遥感信息源以国产卫星数据为主，数据获取与处理系统具有国产化、低成本、全天候、大覆盖范围、高分辨率等显著优点，一旦集成、建设与试运行成功，其市场将非常巨大，对促进国产民用卫星发展具有推动作用。25同时，所建系统可广泛应用于基础地图测绘、数字城市建设、国土资源管理、农林资源与生态环境调查、大型工程建设和电子政务等。（3）项目的实施可为兵团带来直接的经济效益，从而增加团场职工收入，繁荣团场经济与文化，稳定兵团职工队伍，更好地完成“屯垦戍边”的任务。（4）改善目前兵团灌区调度手段落后、设施差的局面，实现对主要流域的水情信息实时监测与预报，实现水利工程信息精确管理，实现灌区水资源合理配置及洪灾发生后实时提供洪灾淹没趋势图与灾害损失评估。（5）对生态环境的保护作用与效益是巨大的。通过遥感的空间诊断与其指导下的精确管理，可分析出害虫在作物群体三维空间中的藏匿和取食路径的规律，为培育抗病虫害的作物品种和合理定位喷药提供科学的依据，达到减少农药用量、高效防治病虫害的目的。针对农田作物空间上的差异，对同一块农田不同小区分别进行精确地调节、控制水肥用量，将会大大减少化肥、农药的用量，减轻生态环境的污染和农产品的污染；节省的农业灌溉用水，用于生态恢复与重建，也将带来巨大的经济效益。（6）农业自然资源管理更为科学合理，即在农业生产中，合理配置与利用土地资源、气候资源和水资源，为兵团农业与经济的可持续发展奠定良好基础，而由此产生的经济效益是长久的，因而是巨大的。（7）该项目的建设成功，对于世界其它国家，尤其是中亚国家和地区，在应用空间信息技术为发展生产与经济服务方面有重要的借鉴作用。4.2推广应用与产业化前景面对社会主义新农村建设的历史要求，兵团的经济发展对空间信息有巨大的社会需求。兵团目前兵、局、师、团各级管理部门众多，需要以空间信息为基础的各类信息以指导产业布局和结构优化，配置各种资源，提高资源效能。大量的技术措施推广也需要空间信息技术及空间信息，集成各类技术成果，建立技术成果转化的有效技术手段，加快新技术、新成果在兵团的推广应用；在兵团[农场的规模化农业生产经营过程中需要依据以空间信息为基础的各种农业信息技术支撑安排生产计划，优化生产技术规程，实现农业生产从种到收全程科学管理，提高农产品品质，降低生产成本，提高生产效益，同时需要及时掌握各种信息，建立农产品流通、销售网络，减少市场风险，提高市场经营效益。本项目基于空间信息技术开展“数字兵团”空间信息服务系统研究、区域农业产业优势分析与决策支持系统研究和团场农业资源信息管理技术平台研究，可以为兵团各级管理部门提供有关农业生产、产业布局、资源管理决策方面的信息支撑；种植业生产资料选配定制信息化技术、养殖业生产过程信息系统和速生丰产林生产经营过程信息化技术研究成果，通过网络服务、实用软件和信息终端26产品的多种形式的成果应用，可以提高农林生产过程信息化水平，提高农业生产经营管理的科学水平，具有广阔的应用前景。4.3项目实施的风险分析由于新疆兵团生产和管理体制上的特殊性，本项目如果对用户群的需求把握不准确，将造成整个项目在设计理念和方向上与实际的市场需求偏离，将不能实现项目的预期目标。目前我国正处在建设社会主义新农村时期，懂科学、会管理、善经营的社会主义新农民的信息需求变化多端，在项目设计时，需要充分考虑新疆兵团农场对信息需求的变化情况。同时，要准确把握技术研究发展现状避免重复研究，注重研发产品的技术实用性和先进性，以更好的满足农场对信息化技术的需求。(1)空间信息技术为基础的农业信息化应用的复杂性风险分析空间信息技术在兵团中的应用属于农业信息化的一部分，而农业信息化远比工业信息化、交通运输信息化、金融信息化等行业复杂，“数字兵团”的建设包括一百多个农场的数字化，远比“数字城市”任务艰巨。兵团以农业为主，农业又是在广域空间从事生命物质生产的一项复杂产业，受到复杂多变的自然条件、社会条件的制约与影响，农产品的多样性、农业生产过程的复杂性、多种外部制约条件的随机性、生产地域的分散与广阔性等诸多因素都是其他行业所不可比拟的，由此造成了农业对信息技术有着特殊的要求。农业系统是一个极其复杂的巨系统，海量的数据、大量的变量与参数、复杂的结构以及多变的综合机理关系致使构建农村信息化系统存在很大的困难。而在实际使用中，农业管理者、农业生产和农业经营者，对农业信息数据的采集、存储与处理、管理决策以及数据通讯与传播等诸多方面，在准确性、适时性、合理性、智能灵活性以及性能价格比上都有严格、苛刻的技术要求，这也是我国农业信息化进程落后于其他行业的重要原因之一。要降低农业信息化技术及其应用的复杂带来的风险，必须深入系统研究，将信息技术特别是空间信息技术与农业领域特点紧密结合，使研究开发的系统和产品，方便、实用、科学和有效，提高兵团农场对包括空间信息在内的信息化技术的应用能力。(2)农业生产主体科技文化素质的风险分析兵团各级业务管理部门的人员及农场职工是兵团农业生产的主体，“数字兵团”空间信息服务系统的效能大程度上取决于他们信息意识的提高与深化。受我国农业经济底子薄弱，生产方式落后等影响，我国农民整体信息意识薄弱，制约了信息技术的广泛应用。兵团也不例外。另外，以空间信息为基础的农业信息化技术是高新技术，但兵团绝大多数基层业务人员和职工的文化程度参差不齐，大多数只有中学文化水平，距离信息化的要求还较远，从而制约该技术的普及。这种状况给项目的实施并达到预期目标带来一定风险。解决方法一是提高27开发的基于空间信息的服务与产品要易用、实用，以符合农场的实际情况，二是加大技术培训力度，提高业务人员及农工的综合素质和应用能力。五、计划实施年限、经费概算与资金筹措5.1年度计划、阶段目标项目建设年限2007年4月至2010年12月。实施进度分三阶段进行（图16）。建议立项阶段实施阶段试运行、验收阶段2007年2007年2007年2008年2009年2010年4月12月12月12月12月12月图16项目实施进度（1）2007年：建议、立项阶段。主要内容为组建研究队伍，进行用户需求以及研究现状调研；进行专家座谈与项目论证，制定项目总体设计与规划。并撰写调研与需求分析报告、项目建议、项目论证报告和项目管理与实施方案。（2）2007年-2010年5月：实施阶段。主要包括信息共享机制与形式研究、地面监控系统建设、数据处理系统建设、空间信息获取系统集成和空间信息共享平台建设；并建成信息资源管理协调机构，完成空间信息共享方式及规范，建成业务化的地面数据获取系统和业务化的空间数据处理系统，建立通畅的数据获取渠道，建成业务化的空间信息共享平台；农业信息服务系统开发、水资源与水灾害空间信息服务系统开发、土地信息服务系统开发、生态环境信息服务系统开发和公共安全与应急反应管理系统开发。（3）2010年6月到2010年12月：试运行、验收阶段。进行兵团空间信息业务平台的集成、联调、系统试运行和系统完善。285.2经费概算与资金筹措本项目三年（2007-2010年）总投资预算为3000万元。其中：申请国家拨款1500万元，主要用于关键技术研究、应用系统与产品研发以及示范区建设等；项目自筹配套1500万元.表1项目分项资金预算表单位：万元课题序号课题名称承担方式国拨资金配套资金1空间信息管理与服务平台关键技术与系统建设择优3003002农业空间信息服务系统建设与产品开发择优3003003水资源与水灾害空间信息服务系统建设与产品开发择优2002004土地空间信息服务系统建设与产品开发择优2002005生态环境空间信息服务系统建设与产品开发择优2002006公共安全与应急反应管理系统建设择优300300合计15001500资金具体支出情况参见附件2《国家科技计划项目概算申报书》）。六、必要的支撑条件、组织措施及实施方案6.1必要外部支撑条件项目由北京大学、国家农业信息化工程技术研究中心、中国科学院新疆生态与地理研究所等合作单位提供的技术支持与合作，（1）北京大学北京大学是国内学科门类最齐全的综合性大学，在地球科学与空间科学（地球与空间科学学院）、信息科学技术（信息科学技术学院）等相关学科的技术力量和资源优势明显。作为国内最早从事卫星导航和遥感、GIS以及电子信息技术等空间信息技术的基础理论研究、技术开发与应用工程示范研究的单位之一校内多个院、系、所和中心，以及公司从事相关的研究、开发和应用，形成了多学科紧密结合的综合优势。与空间信息科学和技术相关的单位有：遥感所、计算29机系、信息科学中心、环境中心、计算中心、城市与环境学系、地球物理系、方正集团、青鸟集团等。北京大学遥感与地理信息系统研究所（简称北大遥感所）创建于1983年，是我国最早从事遥感理论研究和技术应用的科研与教学单位之一，为国家遥感中心技术培训部、高校遥感技术与应用联合中心、北京大学地理信息系统研究中心挂靠单位、中国地理信息系统协会的GIS工程与应用专业委员会挂靠单位。北大遥感所现设有地图学与地理信息系统教研室、摄影测量与遥感教研室、卫星定位与导航教研室和基础课教研室，以及遥感信息科学、地理信息科学、信息获取与综合应用、航空遥感技术、地理信息系统技术与软件、卫星导航应用、成像技术、空间信息应用工程、地图制图技术、数字地球等研究室和中心实验室。拥有“地理信息系统”本科专业，“地图学与地理信息系统”（理学）硕士点、博士点、博士后流动站，“摄影测量与遥感”（工学）硕士点和博士点。截止2005年12月30日，遥感所现有教职工30人（其中院士1人，教授7人，教授级高级工程师1人，副教授、副研究员、高级工程师11人，讲师、工程师9人，工人1人），在站博士后13人，本科生、硕士生和博士生近200人。陈述彭院士、徐冠华院士、李德仁院士、李小文院士、刘经南院士为兼职教授，何昌垂博士和高炜博士为客座教授。现任所长兼系主任为童庆禧院士。北京大学遥感所在遥感技术、地理信息系统等领域的理论研究、开发和教学方面形成了学科优势，并始终站在这一领域的前沿。70年代在国内率先进行遥感研究，80年代率先开发微机GIS软件，90年代率先进行国家空间信息基础设施及数字地球研究。北京大学在地球空间信息技术领域已有大量的技术和成果积累，已经具备参与该工程的较好基础。地空院遥感与GIS所是国内最早从事这一领域的单位之一，拥有优秀的研发队伍，在“六五”至“九五”期间承担了多项空间信息技术方面国家级攻关项目、“863”、“973”项目和自然基金项目，曾获得包括国家科技进步二等奖、三等奖，部（委）级科技进步一等奖至三等奖在内的国家级省（部）级奖多项，在空间信息获取、处理和分析等方面具有很好的研究基础和积累。北京大学遥感所建所十几年来，在空间信息系统软件开发、应用系统的开发与建立，遥感、GIS、GPS综合应用、可持续发展理论与实践等方面做了大量卓30有成效的工作。在“六五”、“七五”以及“八五”期间完成了多项遥感、GIS和GPS方面的攻关项目。在遥感成像机理、遥感图像处理、遥感定量分析、遥感信息模型以及GIS开发与研究方面处于国内领先地位。承担着国家“九五”攻关项目863项目、部门及地方重大应用与开发项目等多项任务；自主开发的GIS系统（CityStar、WebGIS、CoalmineGIS等）在国内有一百多家用户，并已打入国际市场。在国家科技部自1996年起组织的年度GIS软件测评中，北大遥感所的GIS基础软件连年受到好评，成为被推荐软件和鼓励软件之一，连续三年得到国家“九五”重中之重攻关项目“遥感、地理信息系统和全球定位系统综合应用研究”的重点支持。北大遥感所已经与多个国家建立了长期稳定的合作关系。与许多国际遥感机构有良好的合作关系，与美国、加拿大、欧洲、日本、韩国、澳大利亚等有人员互访交流，与马来西亚、蒙古有项目合作。近年来，一直致力于通过项目合作，把成熟的遥感、GIS和GPS技术推广到亚太地区国家。例如，为蒙古国建立了“草地动态监测系统”，为马来西亚建立了“土壤侵蚀动态监测系统”。这些系统现在运行正常，并能满足用户的需求。近年来，一直致力于“数字中国”发展战略与关键技术的研究，致力于“数字中国”、“数字城市”、“数字省区”示范工程的顶层设计等方面的工作如：“‘数字深圳’总体框架与示范工程研究”、“‘数字石龙’工程实施方案设计”、“空间信息基础设施发展与应用研究”、参与了“‘数字德阳’基础地理框架建设”等等。同时，在空间数据的获取与处理上也承担了许多的相关项目，如：1）无人机、有人机航空遥感实验：与贵州航空公司合作在贵州省安顺市进行了无人机的飞行实验，获取了高分辨率的航空影像，并进行了加工处理，制作成图；与新东航公司、中科院遥感所、新疆建设兵团等单位合作，在石河子市进行了Y-12有人机的飞行实验，并获取了高分辨率的航空影像，进行了加工处理。2）中韩合作项目“高分辨率遥感影像变化提取方法研究”：对高分辨率遥感卫星影像，进行土地利用/土地覆被变化检测研究，为高分辨率卫星影像变化检测提供算法，同时研究相应的遥感图像处理软件系统。3）联合国ESCAP项目-利用遥感与GIS建立中国西部干旱区水土资源综合31管理：通过研究开发了一套水土资源遥感提取的算法和软件，建立了干旱区水土资源管理系统，发展了农业生态环境参数反演方法并实现了中亚地区的荒漠化监测。进行多种遥感数据的水土资源信息提取，包括：水土资源信息提取技术多种遥感数据水土资源信息提取能力评价。建立了水土资源管理模型，包括：水土资源动态变化模型、土壤含水量遥感反演模型、区域农业灌溉需水预测与节水潜力估计模型和平衡施肥模型。4）SISLAND遥感图像处理系统：本软件模块是为国家“九五”科研课题“应用3S（RS、GIS、GPS）技术进行县级土地利用动态监测”而开发的，目标是实现该课题成果中提出的影像处理方法和数据操作流程。系统软件具有数据输入影像显示、影像校正、数据处理和数据输出等遥感图像处理功能，以及特有的小波处理功能。实现了基本的遥感图像处理方法，并留有专业应用处理接口，为进一步应用功能拓展打下了基础；提供了小波处理功能，实现了双正交样条小波基，用于实现TM同SPOT影像的融合。可用于遥感图像处理教学与实验，以及土地利用动态监测应用等专业应用。5）中意国际合作项目广东省北江流域防洪决策“3S”技术支持系统：系统建立北江流域防洪综合数据库；开发数据库管理系统；开发北江流域地理信息系统；开发洪水风险区划管理系统；建立滨江流域GPS大气监测网络；开发滨江流域GPS降雨预测及洪水预报系统；洪水预警预报系统（包括洪水仿真）；洪水灾害评估系统；防汛信息服务系统（WebGIS系统）；北江流域及北江大堤三维可视化系统；防洪决策支持系统集成。6）北京大学在新疆兵团也承担了许多项目，如：“新疆石河子地区水土资源综合管理系统”、“新疆石河子市公共信息服务平台建设与信息示范”、“绿洲农业水土资源空间信息服务系统”、“石河子市四十八小区三维可视化展示系统”等。因此北京大学数字中国研究院完全有能力承担“新疆兵团空间信息综合应用关键技术集成与业务平台”项目的关键技术研究。（2）国家农业信息化工程技术研究中心国家农业信息化工程技术研究中心（NERCITA）于2001年由国家科技部批准组建，是专门从事农业及农村信息化工程技术研究开发的国家级科研机构，该中心挂靠北京市农林科学院，技术上依托北京农业信息技术研究中心，成果32转化依托北京派得伟业信息技术有限公司。2002年该中心被农业部批准为农业部农业信息技术重点开放实验室。中心的主要方向是研究开发农业信息化平台技术和产品技术；制定农业信息标准，研究开发农业信息资源，建立农业信息资源中心数据库；开发实用农业信息系统，构建面向农民的现代农村信息服务体系，为我国农业信息化建设提供技术支撑，加速信息技术在农业及农村社会经济领域的全面渗透。中心目前，在岗技术研发人员160多人，平均年龄仅33岁，其中20%人员具有博士学位，60%人员具有硕士学位；中心科技人员40%为IT及相关专业，30%为农业相关专业，30%具有IT和农业复合型知识结构。从事的相关项目及研究工作有：农业综合信息服务平台；农作物管理地理信息系统；小麦管理专家系统应用框架及实用系统；玉米管理专家系统应用框架及实用系统；基于WebGIS的北京市生态环境信息管理系统；便携式远程信息发布系统；旱情监测管理和预测模型的研究；基层水务站信息管理系统；节水灌溉自动监测与控制系统研究；墒情监测系统。（3）中国科学院新疆生态与地理研究所该所前身为1961年在中国科学院新疆分院生物室、地理室、土壤室和中国科学院新疆综合考察队、治沙队、高山冰雪利用研究队留新疆人员基础上建立的新疆水土生物资源综合研究所。1965年，综合所分为新疆生物土壤研究所和新疆地质地理研究所。1978年两所更名为新疆生物土壤沙漠研究所和新疆地理所。1998年7月7日，根据中国科学院党组关于结构性调整的战略部署和建设国家创新体系的战略决策要求，两所联合重组为新疆生态与地理研究所。主要研究领域和目标使命是：面向国家西部大开发战略需求，在绿洲生态过程与演化机制、绿洲生态建设与环境治理、资源开发利用与区域发展三大领域，开展前瞻性、战略性和基础性研究；瞄准干旱区研究国际科学发展前沿，围绕绿洲生态学、荒漠33环境学和干旱地理学开展原始性科学创新；充分发挥地缘优势，强化以任务带学科的建所方向，逐步建成特色鲜明的、在国际干旱区研究领域有重要影响的国内一流研究所。该所拥有一个国家及中国科学院重点野外开放站——阜康荒漠生态系统观测试验站，一个自治区级重点实验室——新疆遥感与地理信息系统应用实验室，一个自治区级工程中心——荒漠绿洲生态建设工程技术研究中心。现有职工308人，其中科技人员239人，包括研究员21人、副研究员和高级工程师等74人。2001年进入创新试点143人，其中研究员24人，副研究员43人。在科技人员中，有获国务院特殊津贴专家47人、国家有突出贡献中青年专家1人、新疆优秀专家14人。其新疆遥感与地理信息系统重点实验室的主要研究方向由三部分组成：遥感数据信息处理、遥感与GIS应用研究和遥感数据的存储与分发运行化系统。遥感数据处理包含多中遥感平台数据的信息提取；遥感与GIS应用研究瞄准西部干旱区资源与环境基础研究和重大问题，利用遥感和信息系统向与资源环境相关的部门开展应用示范，从理论上和技术上推动新疆资源环境可持续发展的建设；遥感数据的存储与分发运行化系统则是利用实验室拥有的数据优势，建立面向各相关行业用户的遥感数据存储和分发中心，以信息系统的运行化应用为目标。实验室以承担国家科技攻关和重大科学项目为主，目的是取得在国内和国际上有影响力的高水平学术成果；同时利用先进的遥感和GIS技术手段为地方经济发展服务。目前开展的课题覆盖西部干旱区生态环境调控与管理，资源环境本底调查，跨流域调水管理GIS信息系统，城市管理信息系统，土地利用与规划管理信息系统，棉花精准种植示范工程，塔河流域管理决策系统等研究领域，如“新疆重点水资源遥感定量化评估与监测”、“新疆生态环境遥感本底调查及动态监测系统”、“新疆国界管理信息系统”、“新疆塔里木河流域水量调度管理系统”等。目前所完成的成果中，国家级奖励三项；省部级奖励13项。完成论文和论著百余篇。（4）北京方位科技有限公司北京方位科技有限公司成立于1998年，是一家致力于空间信息技术34（SIT）研发与应用的中关村园区高科技股份制企业。在遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球卫星导航系统（GNSS）等空间信息技术综合应用方面取得了辉煌的成就。（5）东方泰坦科技有限公司2001年2月北京东方泰坦科技有限公司在原加拿大阿波罗科技集团北京办事处的基础上进行业务整合、改制成专业从事3S(GIS、RS、GPS)软件开发与应用的高新技术软件企业。公司于2001年2月购买了国际著名的加拿大阿波罗科技集团TITANGIS软件源程序和版权，在此基础上开发研制了具有自主知识产权TITAN4.0系列软件，并经国家版权局登记注册。北京东方泰坦科技有限公司发展过程中得到了各级政府的肯定与支持，2001年，TITAN软件获得了北京市中关村科技园区海淀园创新基金无偿资助奖励；2002年，公司作为课题主持单位承担了国家“863”计划大型攻关项目“遥感数据处理商用软件”。目前，TITAN软件已广泛应用于城市规划、土地利用、资源调查、资源规划、环境监测、国防军事、交通监控等领域，特别是林业系统应用取得巨大成绩。TITAN3S系列软件主要包括以下产品：TITANIMAGE(遥感图像处理软件)、TITANGIS(地理信息系统软件)、TITANSCANIN(地图矢量化软件)、TITANVRMAP(三维虚拟景观软件)、TITAN3DM(三维建模软件)、TITANWebGIS软件、TITANORACLESPATIAL（矢量库管理软件）、TITANIDB（影像库管理）等此外，2001年教育部启动“对口支援西部地区高等学校计划”，指定北京大学全面对口支援石河子大学。五年来，两校高度重视对口支援工作，成绩瞩目。“十一五”期间，教育部决定进一步深入开展对口支援西部地区高等学校工作。为了继续深化合作，巩固成果，石河子大学与北京大学经过多次协商与沟通决定签署新的一轮全面对口支援合作协议。2006年6月22日两校领导签订了新一轮协议的合作协议，北京大学将在“十一五”期间继续加强对石河子大学的“人才培养、科研合作、学科与学位点建设、重点实验室建设等方面”的支持与帮助，并将进一步提高和拓宽两校间管理与学术交流、国际交流与合作、图书信息交流等领域的合作层次和途径。石河子大学在以遥感、地理信息系统和卫星定位导航技术为主的空间信息技术领域的研究相对起步晚，学科建设和科研能力都有待进一步的发展与加强。然而，无论是新疆兵团的“十一五”总体规划的目标，还是国家层面的科技发展中长期规划，都将地理空间信息基础设施发展规划列入重点专题规划之中。新疆地广人稀，自然生态环境十分脆弱，农业规模化的经营；地处边疆，国家安全和区域安全问题十分突出，“屯垦戍边”一直是新疆兵团的重大使命。要实施西35部大开发和建设社会主义新农村，也要求加强对生态环境、农业状况、自然资源灾害等进行监测、评估与管理决策，因此，加强新疆地区空间信息技术的应用是促进新疆信息化进程的一个非常重要的内容。北京大学遥感与地理信息系统研究所/数字中国研究院是我国最早成立的几个专门从事遥感与地理信息系统的基础理论与应用研究的机构之一，为我国培养了大批空间信息技术人才，主持和参加了上百项国家重大科研项目，做出了卓越的贡献。通过该项目的合作，不仅可以集成空间信息在新疆综合应用的关键技术，建立一个可运行的空间信息共享服务平台，而且对石河子大学在空间信息领域的学科建设也能起到推动作用，为两个大学在科技合作方面的“对口支援”进行有意的探索。6.2项目组织单位建议项目委托新疆生产建设兵团、北京大学、北京市农林科学院、中科院新疆生地所联合组织实施，课题采用择优选择与公开招标相结合的方式选择承担单位，鼓励产学研的密切合作，积极探索由企业牵头承担课题的模式。对课题的承担单位有如下要求：（1）优先选择具有明显技术优势、资金筹措能力和信息资源优势的单位；（2）优先选择原有工作基础和条件具有优势的单位；（3）优先选择与地方合作紧密并且有明显应用需求的单位。6.3组织实施方案与管理措施目前，在国内外，无论是建设工程项目还是重大科研项目，无论项目大小都要进行严格的项目管理。并且项目管理直接控制着项目的质量和进度，因而项目管理工作应用的领域在不断的扩大，工作的力度也在不断加强。国家所有重大项目都建立了先进的项目管理和项目监督机制。因此，在“新疆兵团空间信息综合应用关键技术集成与业务平台”项目中必须建立先进的项目管理机制，进行严格、有效的项目管理和监理，才能保证该项目顺利实施。在此项目中，承担方将充分发挥组织和实施大型国家项目经验，建立强大的管理团队及先进的项目管理机制，进行严格、有效的项目管理，保证此项目顺利实施。为了保证项目方案的确定、规划、设计以及项目的顺利实施，拟成立项目领导小组，领导小组下设办公室，项目专家委员会。（1）项目领导小组36项目领导小组成员由兵团领导、各业务局领导组成。项目领导小组的主要职责是：项目实施方案、项目经费计划的审定；项目部门间及人员的协调；项目执行中出现的重大事项的协调等。（2）项目领导小组办公室负责项目的岗位职责和内部工作制度的制定，对项目的进展、财务进行日常管理与监督；真实报告项目年度完成情况和经费年度决算；接受科技部专项计划部门和项目组织实施管理机构对项目执行情况的监督检查。（3）项目专家委员会专家委员会负责审议评价项目设计与实施方案，项目实施过程关键技术的指导与建议，对项目的理论基础、工程实施进行指导和监督，提供技术咨询及国内外前沿信息。拟聘请国内外本项目内容相关的著名学者与专家组成专家委员会（4）项目实施单位项目实施单位为新疆生产建设兵团，目前拥有较完善的信息网络基础、较强的相关科研开发队伍，并且有实力雄厚的北京大学等作为科研技术后盾，为本项目的顺利实施与完成提供了坚实的保障。（5）总体设计组总体设计组包括：空间信息平台建设专题组、空间信息获取与处理专题组、农业空间信息服务系统专题组、水资源与水灾害空间信息服务系统专题组、土地空间信息服务系统专题组、生态空间信息服务系统专题组、公共安全与应急反应管理系统专题组等7个小组。（6）管理办法在此项目实施过程中，遵循国家相关部委对于重大项目的管理规定，在此基础制定“新疆兵团空间信息综合应用关键技术集成与业务平台”项目管理办法，对项目实施目标、项目内容、项目经费、项目、考核、评审、验收、知识产权等方面内容以文件的形式确定下来。6.4企业参与度、产学研联合机制关键技术研究和重大系统研发主要由大学和科研院所联合应用部门或企业承担，采用择优方式进行选择；信息化产品类研发鼓励企业参与竞争，选择一些课题尝试由企业牵头，采用招标方式进行选择；应用示范区建设课题由部门承担，联合技术研究类课题承担单位，构成学科交叉、产学研相结合的综合性技术队伍，采用招标方式进行选择。七、其他说明附件一：项目简介（概要阐述项目建议书全部内容，约3000～5000字）37附件二：《国家科技计划项目概算申报书》目录第一章总论...................................................................................11、项目名称及承办单位................................................................12、编制依据...................................................................................43、编制原则....................................................................................54、项目概况...................................................................................65、结论............................................................................................6第二章项目提出的背景及必要性................................................81、项目提出的背景........................................................................82、项目建设的必要性....................................................................9第三章项目性质及建设规模........................................................131、项目性质...................................................................................132、建设规模...................................................................................13第四章项目建设地点及建设条件................................................171、项目建设地点............................................................................172、项目建设条件............................................................................17第五章项目建设方案..................................................................251、建设原则...................................................................................252、建设内容...................................................................................253、工程项目实施...........................................................................33第六章节水与节能措施..............................................................371、节水措施...................................................................................372、节能措施...................................................................................38第七章环境影响评价.................................................................391、项目所在地环境现状...............................................................392、项目建设和生产对环境的影响分析.......................................393、环境保护措施…………………………………........…...........404、环境影响评价结论……………………………..……………42第八章劳动安全保护与消防.....................................................441、危害因素和危害程度...............................................................442、安全措施方案..........................................................................443、消防设施………………………........................................…...45第九章组织机构与人力资源配置.............................................461、组织机构...................................................................................462、组织机构图...............................................................................46第十章项目实施进度..................................................................481、建设工期..................................................................................482、项目实施进度安排...................................................................483、项目实施进度表......................................................................48第十一章投资估算及资金筹措..................................................49381、投资估算依据...........................................................................492、建设投资估算...........................................................................49目录第一章总论........................................................................................................................51.1项目概要.............................................................................................................51.2项目编制的依据和范围.....................................................................................61.3结论与建议.........................................................................................................71.4主要技术经济指标.............................................................................................9第二章项目兴建的理由与必要性...................................................................................102.1项目兴建的理由...............................................................................................102.2项目建设的必要性...........................................................................................13第三章市场预测...............................................................................................................153.1国际加气混凝土砌块行情概况.......................................................................153.2中国加气砼行业概况.......................................................................................163.3产品销售分析...................................................................................................18第四章建设规模与产品方案...........................................................................................204.1建设规模与建设内容.......................................................................................204.2产品方案...........................................................................................................20第五章场址选择...............................................................................................................215.1项目建设地址...................................................................................................215.2项目区自然条件...............................................................................................215.3项目基础设施条件...........................................................................................22第六章工程技术方案.......................................................................................................246.1项目组成...........................................................................................................246.2生产技术方案...................................................................................................246.3主要设备...........................................................................................................29第七章原材料供应...........................................................................................................327.1原辅材料质量要求...........................................................................................327.2原辅供应...........................................................................................................34第八章工程建设方案.......................................................................................................358.1总平面布置.......................................................................................................358.2土建工程...........................................................................................................36398.3公用工程...........................................................................................................38第九章环境影响评价与节能...........................................................................................439.1环境保护...........................................................................................................439.2环境现状及主要污染源...................................................................................439.3项目污染治理方案...........................................................................................449.4绿化...................................................................................................................469.5节能...................................................................................................................46第十章劳动安全卫生与消防...........................................................................................5010.1劳动安全卫生.................................................................................................5010.2消防.................................................................................................................53第十一章组织机构与人力资源配置...............................................................................5511.1组织机构设置.................................................................................................5511.2劳动定员.........................................................................................................5511.3人员培训.........................................................................................................56第十二章项目实施进度...................................................................................................5712.1项目建设工期.................................................................................................5712.2项目建设期管理.............................................................................................5712.3项目进度安排.................................................................................................5712.4项目进度安排表.............................................................................................58第十三章招标方案...........................................................................................................59第十四章投资估算和资金筹措.......................................................................................6014.1投资估算的范围.............................................................................................6014.2投资估算的依据和说明.................................................................................6014.3项目投资估算.................................................................................................6114.4资金筹措及使用.............................................................................................62第十五章财务评价...........................................................................................................6315.1财务评价依据及说明.....................................................................................6315.2项目计算期和生产负荷.................................................................................6315.3项目成本与费用估算.....................................................................................6315.4年经营收入及税金.........................................................................................6415.5利润及分配.....................................................................................................6515.6财务盈利能力分析.........................................................................................654015.7项目不确定性分析.........................................................................................6515.8经济评价结论.................................................................................................66第十六章风险分析...........................................................................................................6716.1市场风险.........................................................................................................6716.2产量风险.........................................................................................................6716.3资金风险.........................................................................................................6816.4政策风险.........................................................................................................6816.5外部条件风险.................................................................................................68第十七章研究结论与建议...............................................................................................69..........................................................................50第十二章经济分析......................................................................521、国民经济评价...........................................................................52第十三章社会评价......................................................................541、项目对社会的影响分析..........................................................542、互适性分析..............................................................................553、社会风险分析..........................................................................554、社会评价结论..........................................................................56第十四章工程招标.....................................................................571、发包方式..................................................................................572、招标组织形式..........................................................................573、招标方式..................................................................................584、本项目招标形式和招标内容..................................................58第十五章结论与建议..................................................................6012.1结论........................................................................................6012.2建议.......................................................................................6041',)