文|刘建强 兰友国 阮强 郎姝燕 陈庆勇 石立坚 曾韬 崔利民

1.国家卫星海洋应用中心

2.自然资源部空间海洋遥感与应用重点实验室

3.雾实（福建）科技有限公司

一、前言

我国海洋遥感历经四十年发展，海洋遥感数据品种与数量不断增多，特别是《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015—2025年）》发布以来，在“十三五”期间发射了海洋一号（HY-1C/1D）水色环境业务卫星、海洋二号（HY-2B/2C/2D）动力环境业务卫星、中法海洋卫星（CFOSAT），并由国家卫星海洋应用中心负责在轨海洋卫星的管理、运行与分发，后续卫星也正在研制中，每天产生的卫星数据量4TB以上。普通用户先是注册账户、审批、浏览订购数据、下载传输数据或是建立接收系统接收卫星下传数据，研制或购置软件处理得到所需产品，之后结合实际开展应用，数据下载时间受网络带宽所限，从浏览数据到处理结果所需的时间与具体应用所需的时效性有一定的差距。

考虑到海洋卫星产品属于公益类服务产品，普通用户从获取数据到应用的过程中还需经历很多专业的处理过程，为了减少普通用户在卫星数据使用上的难度，进一步扩大海洋卫星的社会影响力，增强海洋卫星的服务能力，使公众、涉海企业以及政府部门能获得及时有效的海洋卫星遥感产品，为台风灾害等监测提供快速服务，提升国家卫星海洋应用中心公众服务能力，亟需开发一个移动平台。多方迫切的应用需求，推动了“海洋卫星遥感实况”微信小程序的研发。

二、“海洋卫星遥感实况”小程序开发与功能

“海洋卫星遥感实况”小程序经过了用户需求分析、总体设计、软件开发与测试、试运行考核等过程，通过对用户需求进行分析，采用相关的数据库标准，对所需要展示的海洋卫星产品数据、空间地理数据、台风数据、气象信息以及极地环境数据信息进行归类，对数据库表结构进行了设计，将海洋卫星和其他卫星制作的各类海洋环境信息产品，以及通过网络获取的信息进行解析和入库存储，并将解析好的数据同步传输到中心外网服务器上，微信小程序实现对海洋卫星遥感数据、历史台风路径、卫星云图、极地环境信息进行可视化展示，各类海洋遥感数据产品色彩配置按专业习惯显示，所开发的GIS平台支持显示高分辨率的数字地图，并提供灵活的业务应用配置功能，提供数据接口、后台管理及访问量统计等服务。其主要功能如下：

1．海洋遥感要素产品展示

系统具备对海洋卫星每天生成的海面风场、海面温度、叶绿素浓度、海浪等遥感要素产品展示，以粒子流动画、静态填色等形式在GIS上进行叠加，其中卫星选项包括CFOSAT、HY-2B/2C/2D、欧洲气象业务（MetOp-A/B/C）、HY-1C/1D、风云三号D（FY-3D）10颗卫星以及多星融合，单颗卫星为沿轨产品，卫星未经过区域为黑色。各类卫星所对应的要素可选择，含海面风场、海面温度、海浪、叶绿素浓度、悬浮泥沙浓度、总悬浮物浓度、地转流以及美国国家环境预报中心（NCEP）、欧洲中期天气预报中心（ECWMF）等预报产品；获取产品的日期可选择，从最近7天到当天，缺省值为当天最新时刻；关注区域可滑动放大或缩小；点击屏幕关注位置，其地理坐标与要素参数信息直接显示在屏幕上。图1为2021年第6号台风“烟花”7月24日多星融合海面风场，以及4月15日海面温度。

图1 小程序显示的海洋卫星要素产品

2．历史台风与路径展示

点击【历史台风】按键，进入历史台风模块，勾选需要查看的台风，即可在GIS上展示所选的台风路径，最多可选择5个，可方便多个台风路径比较分析。台风数据自1956年开始，每年台风数量、名称、路径均可显示，为历史大数据提供参考。图2选择了2005年9号台风“麦莎”与2021年6号台风“烟花”及2020年8号台风“巴威”、9号台风“美莎克”、10号台风“海神”（三个台风均对东北造成灾害损失）做比较，这些均为强台风、超强台风，路径长，强度大，影响范围广。

图2 历史台风选择路径显示

3、卫星云图显示

用户点击卫星云图下的【风云】或【HY-1C/1D】，即可在地图上展示所选的卫星云图图层。图3所示为近海及西北太平洋部分海域，未来将逐步扩大到全球。

图3 卫星云图选择及卫星云图显示

4．极地遥感产品显示

点击【更多】按键，选择【极地遥感】，可进入“极地遥感监测”小程序，查看极地多要素信息，目标区域可选择南极、北极以及南北极重点区域、雪龙1号或雪龙2号航路区域，要素可选择海冰、海面风场、海面温度、船舶自动识别系统信息等。日期可选最近七天内到前一天，缺省值为前一天。图4展示了南极周边海面风场信息与船舶信息、南极周边海面温度信息以及船舶信息、北极海冰与船舶信息、雪龙船航线中全球海面风场及周边船舶信息显示界面，还可浏览海岸带成像仪覆盖南北极区域的遥感图像。

图4 极地遥感产品

5.其他功能

小程序还包括系统设置，风场显示可以选择粒子、箭头、风杆，台风预报路径显示选择、主题设置、热点信息、极地科普、雪龙船历史轨迹、历次科考介绍以及系统维护、小程序分享、横竖屏切换等等。

三、“海洋卫星遥感实况”小程序特点与实际应用效果

1．小程序的主要特点

1）多星多要素数据集成与动态播放：集成10颗 卫 星（FY、CFOSAT、HY-1C、HY-1D、HY-2B、HY-2C、HY-2D、MetOp-A、MetOp-B等）、10余种要素（风场、温度场、浪场、地转流、叶绿素、悬浮泥沙、总悬浮物、船舶自动识别系统、海冰密集度、云图等）数据，实现多星多要素数据的动态展示，并支持要素数据5天或7天的动态播放；

2）多图层叠加展示：实现从单图层向多图层综合展示的转变，丰富展示内容、方便数据分析；

3）极地投影适配与监测信息展示：适配南极、北极地区投影，设计高精度HY-1C遥感影像底图，支持极地海冰、温场、风场数据动态叠加；

4）雪龙号专题：追踪雪龙号航行路线、航行历程，提供定制化航行保障；

5）热点事件专题：以卫星遥感视角看热点事件区域变化，真实、直观反映目标区域发展态势；

6）台风专题：汇集1956年以来历史台风信息、实时监测台风数据以及台风预报数据，实现历史台风路径、实测台风路径以及预报台风路径的动态展示；

7）专业、生动的展示效果：各要素信息色彩配置符合海洋专业表达，以粒子流显示海洋动力要素动感十足、直观生动；

8）极简的设计风格：以简驭繁的页面风格设计，删繁就简的人机交互设计，数据展示清晰明了，系统操作简单友好。

2．使用情况

截至2021年8月10日，小程序已稳定运行686天。累计访问数118133次，独立访客67224人；平均日访问172次，日访客97人；最大日访问量5792次，访客2633人。2021年1月至8月小程序的使用范围覆盖全国35个省级行政区。沿海省份访客居多，除此之外，用户还覆盖了菲律宾、美国、加拿大、日本等20多个国家。2021年7月第6号台风“烟花”访客数与浏览量达到最大，浙江、上海、江苏访客量猛增。

四、“海洋卫星遥感实况”小程序效能

通过开发并业务化运行海洋卫星遥感实况小程序，初步实现了以下效能：

1）让用户不需要配置专用的电脑与通信系统可直接使用海洋卫星遥感应用产品，降低了高科技产品的使用门槛与运维成本。

2）减少了通常用户需要经过下载获取数据、产品视觉表达、存储管理、使用培训、运维付费等众多中间环节，大大地提高了效率，海上航行保障与海上作业、极地大洋科考、汛期灾害监测与预报、科普教育等管理部门以及企事业单位多层次的用户群体均可直接享受随时随地获得基于关注海域的精细化海洋卫星遥感监测服务。

3）产品表达形式多样化，通过色标、风杆、箭头、粒子或组合，实现了要素的动态变化展示，直观形象，移动位置不仅可达全球，又可看西北太平洋，还可看西风带，南半球、北半球均可达，可更多地增加对大自然变化过程的认知。每天海上风场分布构成的一幅幅图案千姿百态，既展示海上风暴的凶险，也展示了大自然的艺术美感，如同梵高的星空画作，满足了公众对卫星数据产品的个性化和多元化需求。

4）预报部门可通过遥感实况检验海洋动力环境参数的准确性，外出旅行人员可根据实况规划行程。内部业务人员可直接看每天成果数据，了解各卫星业务运行进展。

五、结束语

在新冠肺炎疫情防控阻击战期间推出的“海洋卫星遥感实况”小程序，以最便捷的方式打通了卫星数据产品服务公众的最后一公里，是国家卫星海洋应用中心针对卫星数据产品信息化共享服务、贴近百姓生活的一次全新尝试。可在微信点击发现→小程序搜索→输入“海洋卫星遥感实况”或“海洋实况”，或在海洋卫星公众号，在应用服务中选择海上实况即可添加，之后就可享受到精准的海洋卫星数据产品服务了。

这款应用程序虽小，信息量却非常丰富，无论是普通百姓还是专业的科技人员都可以通过小程序快速浏览我国海洋卫星获得的全球海洋、中国海域以及南北极周边的近实时实况安排出行，也可通过小程序认识地球、认识海洋、认识极地，同时可感受、分享我国航天、海洋科技创新成果。