【研究】俄乌冲突中测绘地理信息领域相关动态及启示(摘选)

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【研究】俄乌冲突中测绘地理信息领域相关动态及启示(摘选)

2023-05-29 04:19| 来源: 网络整理| 查看: 265

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本文作者为自然资源部测绘发展研究中心贾丹、贾宗仁、薛超、陈汉生。文章于2022年5月6日发表于内参《调查研究建议》第170期。

近期,测绘发展研究中心地理信息安全防控与综合监管课题组跟踪梳理了关于俄乌局势的相关报道及各国相关政策动态,深刻感受到测绘地理信息技术在现代战争中的作用,以及西方国家意图在测绘地理信息领域对俄罗斯开展围剿以削弱其战力。据此,思考并提出几点启示和建议,供参考。

测绘地理信息技术深入渗透俄乌冲突当中

(一)商业遥感卫星成为战争的重要情报来源

德国《商报》3月6日刊发的《时刻关注敌人:新卫星技术如何影响乌克兰战争》[1]一文指出“随着技术的进步,数以千计的商业遥感卫星现在也能够提供侦察服务,这些卫星影像通常来自初创公司。”这一观点被大量媒体转载。其实早在俄乌冲突开始前,在美国地理空间情报局(NGA)2021年发布的《国家地理空间情报系统2035年作战方针》《商业地理空间情报战略2021-2025》中就提出“构建一个由政府、商业和外国遥感资源组成的网络,以实现覆盖地球的准实时图像和地理空间数据”“鼓励情报部门利用更多的商业解决方案”。根据美国《太空新闻》网站4月6日报道,美国国家地理空间情报局(NGA)的情报官员在某研讨会上表示“我们与100多家公司合作,正在使用200多颗商业卫星的影像、约20种分析服务,在冲突开始前购买的商业卫星影像已成倍增长”[2]。据统计,为俄乌冲突提供商业地理空间情报的企业包括Maxar Technologies、BlackSky、Capella Space、ICEYE、Satellogic、HawkEye 360等。

美国情报机构使用的商业遥感卫星包括[3]:(1)可见光和多光谱成像卫星,代表公司为Maxar、BlackSky和Planet等商业卫星公司。其中Maxar公司于2020年底宣称该公司通过智能算法升级,成功将影像分辨率由0.3米提升至0.15米级别,已经超过大多数国家的侦察卫星分辨率,接近美国“锁眼”系列侦察卫星0.1米分辨率。(2)合成孔径雷达(SAR)卫星,通过主动发射接收电磁波成像,能够有效解决光学卫星成像容易受云层和恶劣天气影响问题。代表性的商业SAR卫星是美国的Cepella,能够提供最大0.5米地面分辨率的SAR影像产品。

除上述商业卫星公司外,还有大量公司为俄乌冲突提供卫星数据服务,利用人工智能技术和专业算法对卫星影像和其他数据进行融合分析,从而得出有用的情报。例如,美国Blacksky公司定制了算法和机器学习软件,能够快速分析图像,并且在俄乌战争爆发后,该公司还建立了一个全天候运营的部门。

一些分析文章认为,使用商业遥感卫星并不是取代处于地球静止轨道的军事侦察卫星,而是作为其有力补充。目前商业遥感卫星数量还不能够满足对卫星数据,尤其是SAR卫星数据的旺盛需求[4]。

(二)无人机在冲突中大显身手

根据多篇媒体报道,俄乌双方都在冲突中大量使用无人机,例如俄军积极投入了“猎户座”、“海鹰”、“前哨”“超光束粒子”等型号无人机,提高了对乌军事行动的反应速度并提高了打击精确度[5];美国和北约也已经开始给乌克兰提供“弹簧刀”“TB-2”等型号无人机,有效摧毁了俄军装备和有生力量,并取得了击毙俄军多位高级将领的战果[6]。

值得注意的是,俄乌冲突双方都大量使用中国消费级的大疆无人机作为空中侦查工具,用于炮兵校射和侦察[7]。乌克兰国防部2月25日在脸书(Facebook)上面向社会募捐民用无人机和征用无人机飞手,用以对俄军的侦察行动。随着技术的发展,小型无人机可配备的设备越来越多,例如红外热像仪、激光测距器、角速度传感器、精确的高程测量设备等,可大幅提升航拍画面的稳定性和激光测距的精度,完全可以满足炮兵和侦察兵的作战要求[8]。3月16日,乌克兰副总理在推特(Twitter)上斥责大疆关闭了乌克兰的云哨功能,却对俄罗斯继续开放,并希望大疆能够屏蔽俄罗斯在乌克兰的无人机,同时提供俄在乌的无人机数据。大疆方面回应其没有掌控用户数据,且只生产民用产品,并于4月26日发布声明暂停俄罗斯、乌克兰业务[9]。

(三)再次验证了自主卫星导航系统的重要性

俄乌冲突以来,俄罗斯频繁使用精确制导武器打击乌克兰军事设施,这些军事设施遍布乌克兰全境。精确制导武器在现代战争中应用已有几十年历史,并且使用比例仍在逐渐提高。精确制导武器的背后是量子雷达、微波光子雷达、卫星导航系统[10]等多种制导手段,卫星导航定位系统在其中发挥了重要作用[11]。在俄乌冲突中,在美国可能切断俄罗斯GPS的情况下,俄罗斯自主的格洛纳斯(GLONASS)系统在其精确制导武器的使用中发挥了重要作用。同时,根据美国Space.com报道,俄罗斯军队正在乌克兰使用干扰器,阻止其接收用于导航、测绘和其他目的的GPS卫星信号[12]。

(四)谷歌等地理信息服务成为现代战争的信息工具

4月18日,与乌国防部密切关联的新闻网站“ArmyInform”发布《谷歌地图开放俄罗斯所有战略地点》,在全球引起轩然大波,该消息称“谷歌地图提供俄罗斯所有军事和战略设施的0.5米分辨率的卫星图像,包括各种洲际弹道导弹发射井、指挥所、秘密试验场等在内的俄战略要地”。虽然谷歌公司已否认了相关说法,并且根据相关媒体考证,谷歌地图近期并未对俄罗斯境内影像进行特殊处理[13],而是其“一贯的做法”,但不可否认谷歌等地理信息服务已经成为现代战争的信息工具。早在2月27日俄乌冲突起始,谷歌就关闭了乌克兰境内地图上的交通和实时事件功能,苹果公司也采取了类似措施。此外,Facebook、Twitter等社交媒体在俄乌冲突中也发挥了重要作用。根据路透社3月15日报道[14],乌克兰国防部使用美国初创公司Clearview AI的面部识别技术,用于识别俄军作战人员、情报人员及死者身份。Clearview AI从俄罗斯Facebook等社交平台收集了20亿张俄罗斯人脸图片,通过AI人脸识别技术和地理空间技术,可以迅速进行身份识别和地理空间定位,从而进行精准打击。

西方和俄罗斯在测绘地理信息领域的制裁与反制裁

(一)美国财政部发起对俄地理信息科技企业制裁

3月31日,美国财政部外国资产控制办公室(OFAC)发起了针对俄罗斯21个实体和13名个人的制裁[15]。受到制裁的实体主要是网络和技术公司,美国财政部表示这些公司在俄乌冲突中发挥了重要作用。其中2家公司涉及地理信息相关业务(AO NII-Vektor和MERI)。AO NII-Vektor是一家软件和通信技术公司,为俄罗斯联邦的Liana卫星星座提供技术分析和报告。Liana是俄罗斯的电子情报侦察卫星星座,计划由8颗卫星组成,目前在轨有5颗电子情报侦察卫星和1颗雷达成像卫星,最新1颗电子情报侦察卫星于4月7日发射。Liana星座被认为在俄乌冲突期间,用于跟踪船只、飞机和地面车辆。MERI(分子电子研究所)是一家从事计算机、搜索和导航设备制造和研发的研究所,是俄罗斯在微电子、纳米电子、半导体产品开发和制造领域最大的科技研究团体。美国财政部认为MERI为俄罗斯各联邦机构开展了相关导航设备的研究和设计工作。

(二)跨国地理信息企业发起对俄制裁

近日,美国环境系统研究所(ESRI)、天宝(Trimble)和欧特克(Autodesk)等跨国地理信息企业相继发表声明,实施对俄制裁。3月4日,全球最大二维、三维设计和工程软件公司Autodesk宣布暂停运营俄罗斯业务。3月7日,全球最大的地理信息系统技术提供商ESRI发表声明指出,ESRI的软件没有也不会部署在俄罗斯任何军事或情报组织中,同时其经销商正在减少对俄罗斯的销售。导航技术领域巨头Trimble在公司官网中宣布,停止向俄罗斯和白俄罗斯销售其产品和服务。Trimble曾于2010年与俄罗斯空间系统公司成立了一家合资公司在俄拓展相关业务。

(三)俄方反制措施

应对西方密集制裁,俄方采取了一些反制措施。例如,根据GLONASS公报3月10日消息[16],俄罗斯国家杜马通过了一项关于向使用本国地理信息技术过渡的联邦法律。该法案规定:“政府机关、地方政府及其下属单位为行使职权使用地理信息软件处理空间数据,如使用非本国的、不符合第二十三条第四款规定要求的地理信息软件工具,将根据本联邦法律,自2026年1月1日起不得使用此类软件。”由于需要制定和通过二级立法,该法律草案的生效期限为2023年3月1日。

此外,俄罗斯联邦电信、信息技术和大众传媒监管局4月7日发布消息称[17],由于美国谷歌多次违反俄罗斯法律,决定对其采取相关强制措施,包括禁用谷歌搜索引擎和禁止投放谷歌公司及其下属信息资源平台的广告。

几点启示和建议

(一)务必高度重视测绘地理信息领域军民融合工作

俄乌战争中测绘地理信息技术的深入渗透,尤其是商业遥感卫星、无人机等的使用,西方国家对地理信息商业巨头企业资源调动,让我们认识到测绘地理信息领域军民融合的重要性。

(二)强化地理信息数据安全管理

俄乌冲突是一场冲击旧秩序的“新战争”,以数字技术为依托的各类工具在这场冲突中大显身手。乌克兰及背后的美国和北约势力大量使用跨国企业所掌握的俄方地理信息数据成为其重要的军事情报来源,包括商业遥感卫星数据、实时交通等地图服务数据、个人社交媒体和LBS服务数据、无人机数据等。俄乌冲突中所引发的地理信息数据安全问题值得我们警醒。应加快贯彻落实《数据安全法》等要求,建立健全地理信息数据分类分级保护制度,加快制定测绘地理信息领域重要数据目录,强化落实测绘地理信息领域重要数据的本地存储、出境管制、安全审查等要求,督促测绘资质单位及相关行业市场主体落实数据安全保护责任。紧密跟踪境外地理信息服务动态,及时研判其对我国国家安全的影响和对策。

(三)大力推动测绘地理信息领域自主可控

俄乌战争中,乌克兰官方对西方国家为其提供各类遥感影像提出了请求,而实际上西方国家也长期掌握了全球重要商业地理信息情报的支配权。当前,美国商务部提出“确保美国航天公司能在快速发展的全球商业遥感产品与服务市场上继续保持压倒性竞争力”的目标。同时,遥感领域的“快门控制”条款也允许美国政府能够在特殊情况下暂时限制各商业公司对特定区域的成像并获得数据的使用权。可以看到,一些商业低轨遥感卫星目前已经足以匹敌大国军用侦察卫星的性能,尤其是利用微小型卫星星座和0.3米以上空间分辨率卫星的组合已经实现了对大范围地区的不间断监视和态势感知。美国近期对地理空间图像自动分析软件的出口管制更是揭示了遥感领域关键核心技术自主可控的重要性。面对严峻复杂的国际形势,唯有持续对标测绘地理信息领域世界科技前沿,才能牢牢掌握自主权。要重点加强优于0.5米分辨率商业遥感卫星、优于1米分辨率合成孔径雷达卫星的建设应用,进一步加强自主遥感影像智能处理软件、航空摄影建模软件、激光点云数据处理软件和地理信息系统基础软件的研发,着力研究快速地图制图、快速三维建模、地理信息变化自动发现、地理信息大数据分析等技术。

(四)继续加强全球地理信息资源建设

俄乌冲突期间,美国全球地理信息资源的建设能力值得关注。4月6日,在2023财政年度美国国家安全太空项目的听证会上,美国国家地理空间情报局(NGA)副局长托尼娅·威尔克森在向美国众议院军事委员会战略部队分委员会提交证词中表示,NGA能够为乌克兰提供时效性可达采集后100分钟以内的商业遥感影像数据,仅在俄乌冲突前2周,乌克兰就通过NGA下载或传输了超过4000万平方公里的数据,这些数据成为乌克兰了解战场环境、开展军事行动的重要保障[18]。因此,必须正视我国在全球地理信息资源建设能力上与美国等国家的差距。通过制度化推进全球地理信息资源建设,提升我国对全球地理信息资源掌握能力,完成覆盖全球的多尺度、多类型地理信息获取,提高数据资源的时效性。

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来源:测绘发展研究中心

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