coops提到，科學家和政策制定者應當支持向衛(wèi)星數(shù)據(jù)開放獲取方向的轉(zhuǎn)變，并協(xié)調(diào)向國際氣候變化和減排項目遞交全球監(jiān)控詳細數(shù)據(jù)的努力。此外，各國政府也應公開其國家衛(wèi)星圖像資料庫，并整合可兼容數(shù)據(jù)以填補空白。未來空間項目拍攝的圖片也應能夠免費訪問，以提高創(chuàng)新能力。
地面覆蓋物的變化通過吸收和反射太陽輻射，以及改變熱流、水蒸氣、二氧化碳和其他污染氣體，影響全球氣候。要監(jiān)督生物多樣性喪失和生態(tài)系統(tǒng)動力學，并且降低森林砍伐和退化的排放物，人們需要陸地使用情況和地面覆蓋物的詳細評估，包括區(qū)域性、全球性、日常性和季節(jié)性評估。
加拿大林業(yè)服務部資深研究員michael a. wulder表示，衛(wèi)星圖像是這類數(shù)據(jù)的最好來源，涉及大面積范圍時尤為如此。觀察結(jié)果應當是大量、定期和一致的，以便確立基線和趨勢。但目前，大部分的衛(wèi)星觀測結(jié)果覆蓋范圍和兼容性有限，原因是它們受不同國家空間政策目標的控制。在許多情況下，衛(wèi)星數(shù)據(jù)是保密或需要收費的。
不過，日前英屬哥倫比亞大學森林資源管理學系遙感專家nicholas c.coops指出：“衛(wèi)星數(shù)據(jù)開放獲取新時代已經(jīng)到來。”2008年，美國地質(zhì)調(diào)查局(usgs)宣布其地球資源衛(wèi)星檔案向公眾免費開放，這些數(shù)據(jù)能追溯到上世紀70年代，是全世界最大的地球圖像收集庫。
科學家還需要更高通量的電腦以便處理代表更大區(qū)域且更復雜的海量數(shù)據(jù)，最終制作出高達數(shù)十億像素的地表覆蓋和區(qū)域、大陸及全球間變化的綜合地圖。wulder和coopsd在《自然》雜志上撰文指出，近實時監(jiān)控陸地覆蓋變化目前已經(jīng)實現(xiàn)。
衛(wèi)星數(shù)據(jù)開放共享依然存在障礙
目前，研究人員表示，地球資源衛(wèi)星檔案的數(shù)據(jù)覆蓋在空間和時間維度上是可變的。而且，很少有人擁有足夠的計算能力以及帶寬下載和處理數(shù)據(jù)能力。決策者仍在很大程度上未察覺最新方法帶來的環(huán)境監(jiān)督能力的改善，也沒有充分發(fā)揮這些數(shù)據(jù)的潛力。
coops提到，科學家和政策制定者應當支持向衛(wèi)星數(shù)據(jù)開放獲取方向的轉(zhuǎn)變，并協(xié)調(diào)向國際氣候變化和減排項目遞交全球監(jiān)控詳細數(shù)據(jù)的努力。此外，各國政府也應公開其國家衛(wèi)星圖像資料庫，并整合可兼容數(shù)據(jù)以填補空白。未來空間項目拍攝的圖片也應能夠免費訪問，以提高創(chuàng)新能力。
地球資源衛(wèi)星任務是目前運行時間最長的民用地球觀測項目。1972年，美國發(fā)射了第一顆衛(wèi)星，當時，公眾對空間項目的熱情高漲。1982年，地球資源衛(wèi)星ⅳ開始交付更精細的圖像(空間分辨率為30米，現(xiàn)在被認為是歷史分析的基準)和可見光、近紅外線及短波紅外線光譜通道，以追蹤不同類型植物反射出的光線。
最新的該系列衛(wèi)星是發(fā)射于2013年的地球資源衛(wèi)星ⅷ，它能以15/100米的分辨率觀測地球表面，覆蓋范圍從可見光到紅外波長。地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)從一開始就被歸檔，但早期的觀察策略和限制性影響了部分儲存數(shù)據(jù)和向下傳輸能力，以致全球覆蓋不均勻。
但多年來，存取策略發(fā)生了改變。上世紀80年代，地球資源衛(wèi)星開始商業(yè)化運營。圖像獲取更少，但價格上揚——數(shù)千美元一張，且使用權(quán)限有限。1999年，地球資源衛(wèi)星ⅶ發(fā)射后，它能夠在全球范圍內(nèi)更系統(tǒng)地收集圖像。已購買圖像的重新分配開始被允許，用戶組成的聯(lián)盟能大量購買并分享原始圖像和產(chǎn)品。2008年，圖像免費后，使用量直線上升。第一年，圖片下載量超過100萬，而前一年的只賣出去2.5萬張照片。自從檔案庫開放后，圖片下載量已超2000萬，并且這一數(shù)字仍在增加。
數(shù)據(jù)革命的到來
海量衛(wèi)星數(shù)據(jù)加速了處理和分析技術(shù)革命。云量(光學遙感的克星)能夠被建筑物合成圖像所戰(zhàn)勝。在一段時期內(nèi)，可以選擇清晰的像素點，以避免要求整張圖像均清晰。這一方法正在改變大陸和全球尺度的監(jiān)控。
植被擾動和生長周期也能通過追蹤清晰像素點被捕捉到。例如，一場大火后陸地景觀的變化也能通過植被恢復出人意料地被檢測出來。而且，年輕森林向衰老森林的轉(zhuǎn)變等邏輯順序也能以更大的可信度被列入模型和規(guī)劃中。
wulder還提到，可視化和分布式云計算的發(fā)展也能夠改變游戲規(guī)劃。例如，美國宇航局地球交換和谷歌地球引擎等強有力的平行處理設備能操縱大容量的地球空間和遙感數(shù)據(jù)。
這些中央設備允許使用者將算法帶入海量數(shù)據(jù)集，同時最小化數(shù)據(jù)存儲副本和處理工作。例如非洲等缺乏計算能力和基礎設施建設的發(fā)展中地區(qū)，也能從這些共享平臺中獲益。
在資料庫開放后，外部地球資源衛(wèi)星圖像數(shù)量可能超過內(nèi)部。全球接收站網(wǎng)絡保留了許多圖片。2010年起，一項整合這些資料的努力為數(shù)據(jù)庫增加了300多萬張照片。
另外，未來的覆蓋范圍將進一步拓寬。地球資源衛(wèi)星ⅷ每天能收集700多張圖片——是上世紀80年代的14倍。
2015年4月，首顆歐洲哨兵—2號衛(wèi)星也加入其中，該衛(wèi)星每10天就繪制一次地球陸地地圖。第二顆哨兵—2號衛(wèi)星計劃兩年后發(fā)射。3顆衛(wèi)星聯(lián)合在一起將每兩周拍攝一次全球陸地圖像。
哨兵—2號衛(wèi)星采用免費且公開的數(shù)據(jù)政策，盡管目前數(shù)據(jù)僅在收集后的4個月里對外開放。這一戰(zhàn)略將限制訪問大時間跨度的數(shù)據(jù)，并將導致資料庫不完整和因不同校準造成的數(shù)據(jù)多重版本。
國際策略淺析
研究人員指出，政府和遙感領域現(xiàn)在應當抓住機遇，發(fā)展陸地監(jiān)控的一致戰(zhàn)略。
首先，盡可能地在地球資源衛(wèi)星資料庫或其他開放數(shù)據(jù)庫中存儲歷史圖片。地球觀測領先的國家——其衛(wèi)星攜帶能補充地球資源衛(wèi)星的傳感器——應該尋找機會將數(shù)據(jù)添加到全球數(shù)據(jù)庫中。
第二，地球觀測領域和政府應該致力于使未來衛(wèi)星項目盡可能地開放獲取?！拔覀兿Ｍ麣W洲空間局能設法放寬哨兵—2號衛(wèi)星圖片的使用。”coops說，選擇第三方資料庫和分配點等傳送機制，將有助于更多用戶使用數(shù)據(jù)，以便達成既定的科學利益。
研究人員還提到，地球觀測項目應當變得更像氣象項目，擁有標準圖像規(guī)格和國際性協(xié)議以確保連續(xù)測量。
coops等人表示，為國際利益而集合國家項目將面臨的成本和困難顯而易見。但地球資源衛(wèi)星項目所證實的開放獲取的好處能證明和鼓勵這些努力。
wulder表示，希望國際地球觀測衛(wèi)星委員會繼續(xù)督促空間機構(gòu)、商業(yè)實體和科學及工作數(shù)據(jù)用戶之間的溝通，從而建立一個更統(tǒng)一的規(guī)劃。
研究人員表示遙感學界必須擁護數(shù)據(jù)資料庫和創(chuàng)新處理方法的開發(fā)和維護。“地球觀測組織和全球森林觀測項目等衍生項目能開發(fā)最好的實踐方法和標準?！睘榱舜龠M對不同傳感器收集到的數(shù)據(jù)的使用，科學家和數(shù)據(jù)分配中心還應當為用戶提供廣泛兼容的校準數(shù)據(jù)。研究人員、政策制定者、非政府組織和土地管理者需要使用和提升衛(wèi)星數(shù)據(jù)庫捕捉并描繪陸地覆蓋物和陸地使用的過去及現(xiàn)在變化的能力。
