我国航空遥感发展现状及若干建议
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我国遥感产业发展的现状遥感技术以其非接触、快速、高效、高精度的测量与探测能力,在土地资源调查、生态环境监测、城市规划与市政管理、气象观测预报、地质勘察与防灾减灾等领域具有广泛的应用前景。
以下是我国遥感产业发展的现状:一、行业规模近年来,我国遥感行业规模持续扩大。
据相关统计数据,到2022年,我国遥感市场规模已达到近千亿元人民币,比上一年增长约15%。
这一数据反映出我国遥感市场的活力,也说明了遥感技术在各个行业中的应用越来越广泛。
二、技术发展我国在遥感技术方面取得了长足的进步。
高分专项的实施为我国遥感技术提供了强大的技术支撑。
自高分一号卫星发射以来,我国已经形成了高中低分辨率、光学雷达相结合的遥感卫星体系,实现了对我国陆地、大气、海洋的全面覆盖。
此外,我国还成功开发出具有自主知识产权的遥感卫星数据处理软件,提高了遥感数据的处理能力。
三、应用领域1.土地资源调查与规划:遥感技术是土地资源调查与规划的重要手段。
利用高分辨率遥感影像,可以精确获取土地利用现状,发现土地利用变化,为土地资源的科学管理和合理利用提供决策依据。
2.生态环境监测:遥感技术可以快速获取大范围的环境参数,包括大气污染、水体污染、土壤污染等。
通过对遥感数据的分析,可以及时发现环境问题,为环境保护工作提供支持。
3.城市规划与市政管理:遥感技术在城市规划与市政管理中发挥重要作用。
通过高分辨率影像,可以获取城市空间布局信息,分析城市交通流量、建筑物分布等,为城市规划提供依据。
同时,遥感技术还可以用于城市绿化、垃圾分类等市政管理方面。
4.气象观测预报:卫星遥感技术可以获取全球的气象数据,包括温度、湿度、风速、风向、气压等。
这些数据用于气象预报,可以提前预测天气变化,为人们的生产生活提供指导。
5.地质勘察与防灾减灾:遥感技术在地质勘察中具有广泛的应用。
利用高分辨率影像,可以获取地质构造、矿产分布等信息。
此外,遥感技术还可以用于防灾减灾工作,如地震、滑坡、泥石流等灾害的监测与预警。
无人机航空摄影测量与遥感行业发展现状与趋势摘要:随着科技进步,地观测手段也越来越多种多样。
无人机是一种新兴的空中地面观测平台,目前已被广泛用于大尺度测绘产品的生产、快速三维建模、目标识别和分类、定量监测等领域。
本文针对无人机航空摄影测量,从多角度、多层次、多角度进行探讨,并给出一套实用的方法,在应急救援、公共安全等国民经济和社会发展各个领域发挥重要作用。
关键词:无人机;航空摄影;遥感前言随着我国对自然自然资源的整合、生态环境的保护和管理,我国将加大卫星遥感、无人机等技术的运用,为航空摄影测量与遥感行业发展带来良好的契机。
无人机航空摄影遥感是一种新兴的高精度对地观测系统,具有灵活机动、快速响应等优点,已经逐渐发展成我国高精度卫星对地观测系统。
一、无人机系统及数据特点(一)无人飞行器低空遥感系统组成无人飞行器低空遥感应用有无人机、无人机、固定翼无人机等,无人飞行器低空遥感飞行性能稳定,对场地要求不高,耐久度高,在荒野上也有很强的适应性。
由于其巡航速度慢、滞留时间较长等优点,所以被广泛用于低空巡逻和区域监视。
传统的固定翼无人机具有良好的机动性、高载荷和良好的气动性能,适用于地面上的各类作业装备,更多地应用于远程、远程航空摄影、巡逻等作业。
在感应器上,现在使用最多的还是非量测相机,而非量测相机的种类也在不断地发展和改变。
例如,采用一种新型的组合宽角相机技术,实现对低空图像进行立体造型,克服像幅小、精度低、自动校正困难。
同时,对组合宽角相机技术进行深入的探索,能够达到1:1000大尺度地图的精确测量[1]。
(二)无人机航测遥感的特点无人机航测遥感能够迅速获得高精度的图像,能够对基本的地质资料进行采集和加工,为地区正射影像、地面模型和影像进行地区地图绘制提供简便、可靠、直观的资料。
无人机航空遥感技术具有如下特征:第一,机动性、灵活性和安全性。
无人机可以全天工作,在进行空间遥感作业时,其适应性强,能在严酷的条件下,实时采集图像,不会受到天气和飞行控制的干扰。
论坛F o r u m(中国科学院高技术研究与发展局北京100864)关键词航天对地观测技术,发展,问题*收稿日期:2009年7月22日肖伟刚我国航天对地观测遥感工作的若干问题浅析及对策建议*摘要本文从技术层面浅要阐述了在我国航天对地观测技术蓬勃发展中显现出来的几个主要方面的不足,这些不足点或问题是紧密关联而非孤立的,是不能回避的。
为加速我国航天对地观测技术的发展,国家需从整体和全局上科学统筹改进。
航天对地观测是利用载有传感器的空间飞行器获取有关地球(陆地、大气、海洋)的资源、环境、生态、灾害等信息,是实施对地球的观测与监测的技术体系,包括太空卫星系统、地面数据接收系统、数据处理和分析应用系统。
航天对地观测技术在国家经济建设、国防安全等方面的作用举足轻重,是国家科技实力的重要象征,已经成为全球发展最为迅猛的高技术领域之一。
1975年钱学森主持召开了第一次全国遥感规划筹备会,30多年来,我国对地观测技术从概念引进、学科布局到技术研发,很快得到了蓬勃发展。
在邓小平同志的亲自指导下,通过中美科技合作,1986年建成并运行了中国遥感卫星地面站,返回式遥感卫星、气象卫星等逐步成系列地发展起来,迄今共发射了50多颗地球观测卫星。
我国航天对地观测技术已经进入全面深入发展并正在大力推进业务化、产业化的阶段。
1我国航天对地观测技术若干问题航天对地观测技术涉及的技术学科面广、技术手段繁多、管理部门众多、系统交叉复杂、产业关联紧密,是一个很广泛的应用技术领域。
虽然我国对地观测技术取得了长足的发展和进步,但与发达国家相比,在技术发展要求和我国经济建设的现实需求方面,仍存在很大的差距。
随着国家在该领域投入的加大,使该技术体系得到迅猛发展,与此同时,不足点也更加凸显,主要表现在以下6个方面:1.1数据源问题我国自主长期稳定运行的、无缝覆盖全国乃至全球的即时数据缺乏,大部分数据来自国外,无法满足国家经济和社会发展对遥感数据的时效性需求;自主稳定的高空间分辨率遥感数据源缺乏,主要依赖国外卫星数据,从卫星遥感行业用户的业务运行技术链上,导致业务应用技术难以持续改进和开发,尚未形成良性循环。
我国航空遥感发展现状及若干建议桂德竹:我国航空遥感发展现状及若干建议遥感即利用人造卫星、有人驾驶飞机、无人驾驶飞机、E艇等航天航空飞行器,携载各类成像传感器,获取地球表面自然与人文景观所辐射的电磁波信号,经图像处理,提取自然与人文信息的技术,在基础测绘、国土资源管理、农林资源与生态环境调查、自然灾害监测以及军事侦察等诸多方面发挥着至关重要的作用。
山于遥感对地观测信息不受部门和地区利益的影响,以其科学性、客观性和公正性,以及它的现势性、及时性和宏观性的特征,已成为国家经济社会发展、建设小康社会、维护人民福祉、保障国家安全、建设和谐社会以及辅助国家重大决策不可或缺的重要战略性信息资源。
卫星航天遥感系统、航空(中高空、近地空)遥感系统是对地观测体系的重要组成部分,两者各有特点,互为补充。
其中,航空遥感具有自主性强、精度高、效率高、灵活方便等优点,成为快速获取高精度遥感数据的有效手段。
为此,积极推进技术创新和成果转化,大力推广航空遥感系统,提高遥感数据获取、处理和应用能力,促进遥感产业发展。
一、国外航空遥感发展形势随着现代航空器、传感器、图像处理等系列技术的发展,航空遥感系统呈现出军事、公益性、商业化协调发展,高精度、轻小型、集成化应用和产业化发展趋势。
一是军事、公益性、商业化协调发展。
一个先进完整的对地观测体系应由军事遥感,公益性遥感和商业化遥感组成。
军事遥感以维护国家主权、保障国家安全为己任,代表着国家的最高技术水平;公益性遥感以提高空间对地球的观测和认知能力,发展和提高地球科学和地球系统科学水平,保护生态环境,增强对自然灾害的应对能力为LI标;商业化遥感以提高遥感数据的分辨能力、数据的获取能力、信息的利用能力以及数据和信息的附加值为手段,追求空间信息的商业利润,成为地理 信息产业的重要组成部分。
二是轻小型、高精度、集成化应用。
由于轻小型航空器成本低,灵活性强,轻 小型飞行平台逐步成为遥感飞行主力;同时,航空数码相机、机载L 辺AR 等传感器 的数字化与轻小型化,以满足轻小型航空器平台载荷的要求;另外,高精度定位定 向系统与惯性稳定平台等集成应用,提高了航空遥感精度与效率。
关于航天遥感的若干问题随着航天技术不断发展,航天遥感已经成为一个不可或缺的技术手段,应用于地球科学、农业、城市规划等领域。
虽然这种技术已经被广泛应用,但是关于航天遥感仍然存在着一些争议和未解决的问题。
本文将从航天遥感的定义、应用以及存在的问题等几个方面对航天遥感进行分析和讨论。
一、航天遥感的定义航天遥感是通过在航天器上装备的传感器获取地球表面信息的技术。
航天遥感重新定义了人类对于地球的认知方式,扩展了地球观测领域。
航天遥感技术最为重要的特点是其具有全球性,能够获得遥远地方的信息。
同时,在一定程度上,航天遥感弥补了我们在人类认知范围内无法取得的信息。
二、航天遥感的应用航天遥感在许多领域被广泛应用。
在地球科学中,航天遥感可以用来研究气候变化、地质地貌、海洋生态、水文地球化学等领域。
在城市规划方面,通过卫星图像,我们可以更好地理解城市的发展,分析城市交通拥堵、环境污染等问题。
另外,航天遥感技术还被应用于国土测绘、灾害监测、军事侦察等领域。
三、关于航天遥感存在的问题航天遥感尽管被广泛应用,但也存在一些问题,主要包括以下几个方面:1.精度问题航天遥感数据的精度一直是学者们关注的焦点。
由于气象、地形等因素的影响,卫星遥感测量数据误差较大。
如何提高遥感数据的精度,经久不息地是学界的研究课题。
2.数据获取成本高航天遥感数据的获取成本是一个大问题。
它需要大量的卫星、传感器、测控设备等装备,而这些设备通常是很昂贵的。
此外,航天遥感数据的处理和分析需要大量人力、物力、财力的投入。
3.保密性问题在军事、安全等涉及国家利益和隐私的领域,卫星数据的保密性必须得到保障。
因此,如何保障航天遥感的数据保密性,是航天遥感面临的问题之一。
4.商业化问题随着各种遥感数据逐渐被应用于国家的公共安全监测、资源管理、军事侦查等领域,航天遥感的商业化问题日益受到关注。
如何利用商业模式提高卫星遥感数据的应用价值,是一个未来需要解决的问题。
四、结论航天遥感技术的广泛应用,推进了人类认识地球的科学进步和技术发展。
中国航空遥感的应用现状与发展趋势张强摘要:经济的发展促进了科技的发展,科学技术的进步又反作用于经济。
国内科技取得了前所未有的进步。
随着知识经济时代的到来,科学技术的发展在经济发展过程中扮演着越来越重要的角色,政府企业也在不断加大对先进技术发展的支持力度。
航空遥感技术作为先进科技的重要组成部分,在国内取得了很好的发展与应用,越来越受到人们的重视,在对于国民经济的发展、人民生活水平的提高、企业生产效率的提高都起到了很好的促进作用。
本文将对航空遥感技术在国内的发展应用现状以及发展趋势做出深入的分析,帮助读者对航空遥感技术有所了解。
关键词:航空遥感;应用现状;发展趋势1.国内航空遥感应用现状国内航空遥感的应用领域十分广泛,主要应用于城市建设过程中,对于城市建设方案的制定、城市工业住宅商业用地的规划与监测、城市环境的检测与改善有重要的作用,除此之外对于地形的勘探、地理数据的测量与更新效果也很好,同时还在道路桥梁等基础设施的建设过程中有很好的应用。
1.1基础地理数据的收集基础的地理数据在采集过程中面临的困难是广阔的地理范围、庞杂的地理数据,传统的人工勘探数据采集的方法有很大的不足,工程量过大,准确度不高。
然而航空遥感技术具有分辨率高的特点,可以有效的提高地理数据收集的精确度;同时航空遥感技术还具有比例尺大的特点,因此地理数据测量收集过程中受到地理范围地形因素的影响较小。
需要采集的基础地理数据类型较为复杂多样,包括一系列的数字图,比如线划图、高程模型图、正射影像图、栅格图等基础数字图类型。
这些数字图作为基础的空间数据在国土资源勘探、城市设施建设、水利水电工程建设、交通运行管理、电力通讯系统建设、房地产建设、环境保护管理、环境保护部门的规划设计有重要的建设性作用,是各个行业工程规划建设施工管理的基础,在基础地理数据的采集过程中通过航空遥感技术的应用可以有效的提高工程效率缩短工期节约人力资源,由于航空遥感技术在基础地理数据收集上的优势已经发展成为一个航空摄影测量产业,在众多行业部门发展过程中的都离不开该技术的支持。
我国航空遥感发展现状及若干建议桂德竹:我国航空遥感发展现状及若干建议遥感即利用人造卫星、有人驾驶飞机、无人驾驶飞机、飞艇等航天航空飞行器,携载各类成像传感器,获取地球表面自然与人文景观所辐射的电磁波信号,经图像处理,提取自然与人文信息的技术,在基础测绘、国土资源管理、农林资源与生态环境调查、自然灾害监测以及军事侦察等诸多方面发挥着至关重要的作用。
由于遥感对地观测信息不受部门和地区利益的影响,以其科学性、客观性和公正性,以及它的现势性、及时性和宏观性的特征,已成为国家经济社会发展、建设小康社会、维护人民福祉、保障国家安全、建设和谐社会以及辅助国家重大决策不可或缺的重要战略性信息资源。
卫星航天遥感系统、航空(中高空、近地空)遥感系统是对地观测体系的重要组成部分,两者各有特点,互为补充。
其中,航空遥感具有自主性强、精度高、效率高、灵活方便等优点,成为快速获取高精度遥感数据的有效手段。
为此,积极推进技术创新和成果转化,大力推广航空遥感系统,提高遥感数据获取、处理和应用能力,促进遥感产业发展。
一、国外航空遥感发展形势随着现代航空器、传感器、图像处理等系列技术的发展,航空遥感系统呈现出军事、公益性、商业化协调发展,高精度、轻小型、集成化应用和产业化发展趋势。
一是军事、公益性、商业化协调发展。
一个先进完整的对地观测体系应由军事遥感,公益性遥感和商业化遥感组成。
军事遥感以维护国家主权、保障国家安全为己任,代表着国家的最高技术水平;公益性遥感以提高空间对地球的观测和认知能力,发展和提高地球科学和地球系统科学水平,保护生态环境,增强对自然灾害的应对能力为目标;商业化遥感以提高遥感数据的分辨能力、数据的获取能力、信息的利用能力以及数据和信息的附加值为手段,追求空间信息的商业利润,成为地理信息产业的重要组成部分。
二是轻小型、高精度、集成化应用。
由于轻小型航空器成本低,灵活性强,轻小型飞行平台逐步成为遥感飞行主力;同时,航空数码相机、机载LiDAR等传感器的数字化与轻小型化,以满足轻小型航空器平台载荷的要求;另外,高精度定位定向系统与惯性稳定平台等集成应用,提高了航空遥感精度与效率。
三是服务规模化、集群化、产业化。
以企业为主体,在推进对地观测产业化的工作中,航空遥感应用从原来主要辅助政府宏观决策,扩展深入到经济建设和社会发展的各个领域;注重高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率多源影像融合、信息加工与服务,形成了较完整的遥感信息产业链;经营航空遥感技术及其数据供应的企业在欧美国家快速兴起,使得以商业利益为标志的航空遥感规模化、集群化和产业化,特别是在这些国家政府和军方的引导和扶植下大为发展。
二、国内航空遥感发展现状国内航空遥感从50年代起步,经过十几年的艰苦努力,已发展到目前的实用化。
综观我国的航空遥感行业,经历了三个发展时期,如图1所示。
(1)概念引入期。
我国国土辽阔、地形复杂,自然资源丰富。
为了清查和掌握我国土地、森林、矿产、水利等自然资源,更好地配合国家建设,在20世纪50年代,通过王之卓、陈述彭等前辈的努力, 将遥感概念引入中国,并加强遥感基础理论、方法研究和试验,逐步得到社会承认。
国家在基础测绘、地质调查、水利、农业、林业等部门开始组织专业飞行队伍,开展航空摄影和应用工作。
有关院校也陆续设立了航空摄影专业与课程,培养了一批专业人才,专业队伍得到巩固和发展,为我国航空遥感事业的发展打下了基础。
(2)技术发展期。
经80年代及90年代初的发展,我国相继完成了从单一黑白摄影向彩色、彩红外、多波段摄影等多手段探测的航空遥感的转变;特别是数项大型综合遥感试验和遥感工程的完成,使我国航空遥感事业得到长足的发展,大大缩短了与世界先进水平的差距,有些项目进入世界先进水平行列。
在80-85年期间,国家安排了传感器研制、图像处理、基础理论及应用研究等四个领域,近百个专题进行攻关研究和开发。
在85-90年期间,遥感技术开发与应用继续被列入国家重点科技攻关项目,共取得102项研究成果,其中重大成果55项。
由于,当时科研成果能力不强以及遥感技术与应用结合不够,遥感技术装备门槛高,航空遥感还处在实验研究阶段向实用生产型转化的过程。
(3)产业成长期。
进入新世纪以后,我国经济快速发展急需遥感在提供及时准确的各种资源与环境信息方面发挥作用。
2006年,国家启动了“高分辨率对地观测系统重大专项”,其中包括建立飞行平台制造、传感器研制、数据处理、产品生成和分发等较完整的航空遥感系统基础设施,进一步降低航空遥感技术装备门槛,促进其向生产商品化阶段转化。
随着国家投入的增加,航空遥感市场进一步开放,使民间资本信心增加,开始增加投入。
其中,最有代表性的是具有低成本、轻便灵活、自主性强特点的无人飞行器航测遥感系统从2009年开始迅速推广,一些民营企业纷纷装备并形成航空摄影能力。
据统计,2010年,具备航摄飞行能力的单位近千家,并具有了很强的市场发展潜力。
按照产业经济学和投资理论的一般原理分析,可以预测,在国家投入达到一定高潮时,民间资本成指数型增长,航空遥感领域资本结构发生变化,民间资本将达到或可能超过国家投资,同时国家资本在遥感领域内将逐步减少航空遥感投资比例,增加在技术水平更高、需国家投资需求更迫切的航天遥感的投入,而这时民间资本市场开拓进一步增强,航空遥感产业市场容量进一步增加。
目前,我国航空遥感产业正处于第三个阶段的产业发展时期。
由于专业特点和业务范畴,国家测绘地理信息部门作为全国航空遥感影像资源最全、最多的拥有者和最大的使用者,长期以来得到了国家财政的稳定支持,拥有较为先进的影像获取、处理等高新技术装备和布局完善的专业生产队伍,成为我国航空遥感事业的重要组成部分。
如图2所示,国家测绘地理信息部门2001-2010年开展航空摄影情况。
2001-2010年,国家测绘地理信息部门开展航空遥感服务总值保持40%年增长率。
据不完全统计,2006-2007年,国土资源(含测绘、地矿)、建设、规划、交通、电力、石油、航空、水利、农业、林业等部门共购买高分辨率卫星影像约2100万平方公里,进行航空摄影总面积约253万平方公里,耗资16亿元以上。
其中,国家测绘地理信息部门在以上遥感影像资源中分别约占47.43%,为119万平方公里。
三、国内航空遥感发展面临的挑战国内在航空遥感方面具有较长的历史,发展比较迅速,从事航空遥感和航空摄影的企业不断增加,航空遥感已成为我国地理空间信息领域产业化程度较好的部分。
但是由于国内航空遥感发展的统筹规划、协调管理和市场监管相对薄弱,部门和地区之间信息资源共享的机制尚未建立,存在遥感信息获取和资源开发利用关键技术的自主创新能力和水平不高、核心应用技术过渡依赖国外、遥感应用的业务化和产业化水平不高等问题。
主要表现在:一是缺乏顶层设计和统筹协调。
长期以来,水利、地矿、土地、农业等部门积极研制了服务于本行业的航空遥感系统,不同部门各自为政、重复获取和处理同一地区影像的现象也十分突出。
同时,各部门遥感影像处理标准不统一、版权保护和信息共享协调机制的缺乏,造成成果用途单一、信息共享困难;另外,空域管理体制不健全和遥感影像的保密监管,造成飞行计划申报和审批程序复杂,一定程度上制约了航空遥感系统的应用。
二是创新精神和能力不足。
国内航空遥感领域基本上没能摆脱跟踪和模仿的发展模式,航空遥感系统的研制和制造往往重视集成技术,忽视基础技术,缺乏专业的飞行平台、高精度定位定向系统与稳定平台、自主知识产权的量测型相机和适应轻小型航空遥感的软件系统等,许多核心关键元器件和部件仍然依靠国外采购,倍受国外封锁的影响,严重制约了我国航空遥感技术的发展。
另外,对遥感作用的认识不足和与业务部门的应用结合不够,应用的深度和广度等方面也需进一步提高。
三是产业整体上存在“小、散、乱”现象。
我国航空遥感应用取得了许多成果,但对这些成果的转化和推广的重视程度和支持力度不够,成果转化率较低,真正能够成为商品化的遥感信息产品和软件还不多,满足不了日益增长的需要,基本上没有形成遥感信息产业和产业化基地。
由于缺乏整体性的战略研究和产业发展的主导思想,国内航空遥感行业发展具有明显的自发性和盲目性;中小企业是航空遥感产业主体,专业从事航空遥感的企业数量近千家,市场规模小而无序,恶性竞争残酷;科技研发与产业发展脱节,没有形成较为自觉的技术分工和主攻方向;由于规模和经济实力相对弱小,在技术研发等方面投入强度不够,影响技术发展速度,行业缺乏核心竞争力。
四、有关建议基于对地观测新原理,通过观念创新、技术创新、管理创新和体制创新,优化发展环境,完善保障措施,促进我国航空遥感技术和产业发展。
一是加强顶层设计,统筹规划、协调发展。
处理好国家完整的空间对地观测体系的结构问题;加强军民融合,处理好军事、公益性和商业化遥感系统之间相互独立又相互关联和协调发展的关系;加强政策研究,放开航空遥感的投资方式,促进地理信息数据的共享和开放,合理调整数据保密政策,建立分级制度并辅以技术手段,既能保证国家机密,又能实现共享和应用扩展;完善服务体系,研究并着手解决空域管理等问题,进一步简化空域协调程序。
二是加大高精度轻小型航空遥感系统的研发和推广,促进其向模块化、标准化、多样化和系列化发展。
以需求为牵引,用(户)、产(业)、学(校)、研(发)、管(理)相结合为途径,鼓励科研机构和企业开展自主知识产权产品研发,实现测绘遥感专用长航时航空器、大像幅多镜头数码相机、高精度定位定向与控制系统(DGPS/IMU)集成化,突破限制我国航空遥感观测效能和数据处理应用能力的核心技术,提高系统可靠性和稳定性;寓军于民,加快军用技术向民用的转化,优化航空遥感技术装备和基础设施合理布局;加强政府扶持与引导,从标准、政策方面制定措施,为我国相关尽快研制遥感航空核心装备和数据处理软件创造条件。
三是促进遥感信息产业链的均衡发展。
在卫星遥感、航空遥感获得国家大量投入并蓬勃发展的情况下,对国内企业进行市场倾斜,按照“军地合作、官助民办”的方式,以数据和信息采购、服务外包的形式支持企业的发展,培养、扶持一批有发展前途的企业;引导和鼓励企业整合与重组以及与资本市场的结合;围绕战略性空间信息产业发展,形成包括航空器、轻型传感器、数据处理软件、航空摄影飞行、数据生成加工、数据应用开发和技术服务的航空遥感产业链;从行业发展的角度,实行行业自律,促进企业联合共生,繁荣我国遥感产业。
(作者单位:国家测绘地理信息局发展研究中心)。