英国地球观测应用发展路线图2015-2020
2015年12月，英国政府发布《国家航天政策》。这是英国的首部国家级航天政策，也是第一次面向全球舞台统筹英国航天的未来发展。政策的出台对统筹英国军民航天发展、促进“2030年航天经济总量占全球10%”目标的实现，提升英国在欧洲乃至全球航天的影响力和话语权，保障英国航天长远发展具有重要意义。
同年12月，英国政府发布了《涉及环境、食品和农村事务部（Department of Environment、Food、Rural Affairs，DEFRA）的地球观测发展路线图2015-2020》。该路线图是DEFRA与英国航天局（UK Space Agency，UKSA）和卫星应用弹射中心（Satellite Applications Catapult，SAC）共同制定，旨在识别和实现适用于未来5年DEFRA和英国经济的地球观测数据的唯一潜力。路线图主要探索地球观测能够为DEFRA及其部门提供核心目标和首要议题相关的数据信息的机遇。
作为世界重要的航天国家，英国在卫星及星载设备、应用系统、太空机器人新型航天动力等领域具有先进水平。目前，英国正作为重要角色参与“伽利略”导航系统、“哥白尼”环境监测系统、“地平线2020”等大型项目计划。
英国政府很早认识到利用航天（卫星）技术将有助于更好地管理稀缺资源、改善通信、更高效地利用能源，特别是地球观测卫星技术具备协助解决粮食安全、气候变化、环境污染以及生物多样性丧失等各项重大挑战所需的能力。
地球观测正在进入一个新的历史时期。“哥白尼”先前被称为“全球环境安全监视任务（Global Monitoring for Environment and Security，GMES）”项目，是欧洲联邦空间旗舰项目之一。DEFRA负责“哥白尼”项目的政策指引，而英国航天局负责空间系统的研制。从2014年到2020年，欧洲联邦将投资38亿英镑在“哥白尼”项目上，主要用于运营地球观测卫星（“哨兵”系列），其中包括用于实现环境政策制订目标的8亿英镑信息服务费。这是首次给已经发射的空间任务投资，从而确保实现可持续监视地球和提供专门的环境信息服务。
现在正是DEFRA探索和开发不断呈现出来的新的地球观测数据，并鼓励英国那些专注于政策和运行需求的企业去创新产品和提升服务的良好时机。由“哥白尼”项目提供的自由、开放和容易访问的地球观测信息，将在英国和整个欧洲范围带来新型职业的创建和增长。“哥白尼”任务地球观测数据下游市场潜力估计到2030年将达到18亿英镑。
英国航天局承诺支持“智慧者”的研发，通过应用卫星分发服务和数据，从而实现更好的消息政策，运行效能的节省和增强的风险管理，成为更高效的政府。为达到这目标，英国航天局与卫星应用弹射中心相联合，通过其跨越中央，本地和区域政府的智慧政府空间计划（Space for Smarter Government Program，SSGP）用于提升和鼓励应用空间产品和服务。SSGP聚焦区域焦点集中在DEFRA及其代理机构和公共团体的需求上。
DEFRA将与英国航天局、卫星应用弹射中心和英国国家地球观测中心一起工作实现下述目标：确保在欧洲以及与欧洲“哥白尼”项目，“地平线2020”项目，欧空局和国际地球观测集团相关更广泛普遍又明确具体领域产生大的影响。通过创建工业分发给代理机构的能力，帮助宽广经济增长。
我们需要确保DEFRA能够提供出众的性能并具有相应的基础设施，使得我们能够成为地球观测数据和应用方面的智能用户。当前，DEFR运营部门并不具备我们所需要的大多数专业知识，这些专业知识往往需要求助于企业、高校、国内与国际研究机构等。DEFRA将健全自身为智能用户提供服务的能力，同时引导UK的基础设施、科研人员与应用开发人员都为我们的需求服务。
1、2020目标
构建一个小型化、性能优良、具有一定影响力的智能用户功能。该智能用户功能应当与地球观测数据与应用的策略和操作需求相匹配，并且与工业机构、学术机构和研究机构紧密协同工作，以传递变化的解决方案。
实现对数据处理基础设施和运行机构安全可靠的访问，从而确保快速增长的数据和信息产品能够得到有效应用，最终满足政策和运行需求。
通过在私营部门、学术机构中演示新的应用和需求，帮助我们进一步研发新的功能。
2、能力聚焦领域：综合孔径雷达(SAR)
“哨兵 1A”的发射及其相应可用的SAR数据都驱使我们需要充分认识到SAR技术在DEFRA政策区域的应用潜力。与DEFRA政策区域相关的许多地球观测数据应用，都有可能从使用量更大的SAR数据中获益，并且将SAR数据作为光学数据的补充手段，甚至取代光学数据。
由于SAR波长的辐射与陆地表面的相互作用方式不同于光辐射与陆地表面作用方式，因此SAR数据可与光学数据形成互补关系。SAR电磁波可以穿透云层并在黑暗环境下工作，因此能够全天候收集数据，从而极大提高信息量。在英国，SAR数据的实际使用经验比光学数据要少的多。DEFRA正在寻求全面理解SAR在实际中的应用潜力，并且在SAR能发挥最大作用时及时识别目标区域。
3、里程碑时间节点
2015年，地球观测卓越中心从科学研究机构和发布机构召集专家共同修正和发布此路线图。
2016年，确保DEFRA的更新数据和IT策略能够满足我们的需求——将地球观测数据与产品应用到政策和运行工作中。
一段时间后，除DEFRA部门外，英国航天局、卫星应用弹射中心、创新英国计划和其他机构将合作开发把地球观测运用到商业领域的方法。
DEFRA希望其政策和计划能够被最优秀的研发机构了解，并在更广泛的经济领域中发挥驱动创新和被创新驱动的作用。在与工业界和学术界的合作过程之中，DEFRA会为合作伙伴提供所需的准确数据以及相应的优先权限，希望借此成为值得信赖和尊重的合作伙伴。当私营部门的商业需求或研究资助机构的目标与我们的需求高度契合时，DEFRA会主动寻求合作机会。
1、2020目标
影响有关研究和发展计划的修订，包括欧盟研究和创新计划“地平线2020”、相关的英国研究委员会和创新英国的计划。
为了促进政策应用的发展，在学术界和工业界成功提供定向资助。
为商业应用创造机遇，以便商业领域为DEFRA计划提供数据和应用。
2、遇到的部分问题
如何使地球观测和卫星应用在植物健康模拟和监测方面发挥最大作用，以帮助制定英国植物健康政策？
如何将地球观测和卫星应用与法定的海事监测相结合？
如何正确使用“哥白尼 哨兵-1”数据，以完全满足DEFRA在通用农业政策方面的监测需求？
3、里程碑时间节点
2015年，通过英国航天局智慧政府空间计划和创新英国计划，发布3个小型商业研究自主课题。
2015年，与英国环境研究委员会（National Environment Research Council，NERC）的国家地球观测中心建立战略合作伙伴关系，提出关键创新项目。
2016年，推进与洛桑研究所农业大数据中心的合作，提出用于地球观测、食品、农业、农场商业调研领域的协作解决方案。
地球观测现存和潜在应用具有广阔的范围，因此DEFRA的商业应用领域从农作物和居住监测到水污染建模、渔业和海洋保护等方面。需要全面量化这些应用的成本和收益，阐明在技术、法律和文化方面的障碍，并将这些问题纳入到商业计划中。
1、2020目标
至少将地球观测应用集中到5个政策区域，确保分发业务更廉价、更高效，从而更好地满足用户需求。
2、地球观测数据集成领航项目
地球观测数据集成领航（Earth Observation Data Integration Pilot，EODIP）项目将采用地球观测数据并结合其他数据源，实现对土地覆盖情况的绘制，主要包括农作物、森林、野生动物栖息地和北英格兰（诺森伯兰郡和坎布里亚郡领航区域）部分人类居住区。因此，EODIP项目将成为打造英格兰“自然地图”的试验台。EODIP是DEFRA地球观测卓越中心的第一个标志性项目。
EODIP项目将证明自由和开放的地球观测数据具有较高的附加值，其研发综合的数据产品和工具，将用于支持自然资源管理与农村发展。项目应用范围将覆盖水库灵敏农业、水质、洪水管控、碳排放预算、野生生物资源保护、风景休闲以及植物健康等领域。该项目致力于驱动前向创新和数据综合，并提升使用这些应用的组织机构的效率，协助制定环境改进的方案并帮助农村社区繁荣发展。
3、里程碑时间节点
2015年，设立EODIP项目并协同地球观测数据与应用部门，提供综合了土地覆盖、农作物和居住条件的数据产品，在涉及DEFRA政策区域的广大范围内证明这些数据产品的可访问性、便利性与成本效果。
到2017年，在DEFRA商业的其他三个领域开展和评估案例研究。
路线图从实际应用出发，密切结合英国国情，针对重点领域及迫切需解决的重大问题，选择梳理出未来5年地球观测与应用领域中需要积极投入研究发展的关键技术，为英国航天系统相关研制部门提供方向指引与提出系统任务能力要求。对路线图进行研究，能给国内相关领域的规划论证和战略发展研究提供思路，也为航天技术领域科研人员的学习和参考，提供了有益的借鉴和帮助。