863计划地球观测与导航技术领域度专题课题申请指南.docx

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863计划地球观测与导航技术领域度专题课题申请指南

863计划地球观测与导航技术领域2008年度专题课题申请指南

专题一、新型遥感器技术专题

一、指南说明

在“十一五”期间，新型遥感器技术专题以发展先进遥感器和原创性遥感数据处理、应用的前沿与核心技术为重点，为我国遥感技术及其产业发展提供技术储备，培养造就一批优秀的创新人才。

2008年度重点支持新型遥感探测技术、高性能星上数据处理技术、遥感数据处理与分析前沿技术、多源时空遥感综合应用技术、紫外临边成像光谱仪技术、机载成像激光雷达技术、高分辨率遥感数据一体化处理技术、静止气象卫星数据处理分析技术、多频多谱段遥感协同反演技术、高精度极化干涉SAR关键处理技术、海岸带时空演变遥感信息精细提取技术等方向。

本专题2008年度经费总预算为7600万元。

支持课题分两类：

探索导向类课题和目标导向类课题。

探索导向类课题共安排4个研究方向，经费预算为2700万元；目标导向类课题共安排10个研究方向，经费预算为4900万元。

课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题研究期限不超过2010年12月31日。

探索导向类课题中，每个研究方向下的研究内容均可独立申请，申请者可在规定研究内容范围内，选择其一并自定课题名称进行申请；目标导向类课题中，申请课题内容应涵盖指南规定的全部研究内容，技术指标不得低于指南规定的要求。

二、指南内容

（一）探索导向类课题

1.新型遥感探测技术

主要研究内容：

静止轨道高空间分辨率成像探测技术，中低轨道新概念高分辨率宽幅成像技术，临近空间慢速SAR等新型遥感探测技术，航空平台新原理成像探测技术，三维遥感层析成像技术等。

说明与要求：

完成相应的原理性实验装置或样机，并申请发明专利。

本方向2008年拟支持6～7个课题，每个课题支持经费强度不超过100万元。

2.高性能星上数据处理技术

主要研究内容：

星上智能处理与预识别技术，基于内容的低损高倍数据压缩技术，高速海量星上数据智能存储技术等。

说明与要求：

完成相应的原理性实验装置、样机或软件原型，并申请发明专利。

本方向2008年拟支持4～5个课题，每个课题支持经费强度不超过90万元。

3.遥感数据处理与分析前沿技术

主要研究内容：

新型遥感成像模型、模拟验证与评价技术，高光谱遥感数据的光谱定标、分解、典型地物最佳波段选择与分析技术，基于物理含义的极化干涉SAR地物三维信息分析技术，遥感信息自动提取技术等。

说明与要求：

完成相应的关键技术和软件原型，并申请发明专利。

本方向2008年拟支持7～8个课题，每个课题支持经费强度不超过70万元。

4.多源时空遥感综合应用技术

主要研究内容：

多源遥感数据的空间及光谱匹配技术，大气、陆地、海洋等应用参数的多源遥感信息提取与分析新技术，冰雪、地震、洪涝等突发性灾害综合遥感监测新技术，与节能减排、气候变化、粮食安全、生态环境等相关的综合遥感应用前沿技术。

说明与要求：

完成相应的关键技术和软件原型，并申请专利。

本方向2008年拟支持17～18个课题，每个课题支持经费强度不超过70万元。

（二）目标导向类课题

1.紫外临边成像光谱仪大气成份探测与反演技术

研究目标:

研制紫外前向临边成像光谱仪/紫外全向临边成像仪组合系统样机，发展中低层大气臭氧等区域三维分布的反演算法,为工程研制提供技术原型,实现（高原）地面观测验证。

主要研究内容:

紫外前向临边辐射成像光谱仪/紫外全向临边成像辐射仪组合研制，原理样机集成、地面功能演示和验证，紫外大气临边探测反演大气成份的辐射传输快速算法，紫外临边辐射反演大气O3、NO2、SO2等痕量气体三维垂直分布的算法开发和验证。

主要技术指标：

1）紫外前向临边成像光谱仪（280nm-780nm），分辨率优于0.6nm，垂直总视场>3，垂直瞬时视场<0.015，水平瞬时视场0.05，CCD面阵不小于300×200，动态范围1E＋06；

2）紫外全向临边成像辐射仪由紫外－可见光谱4个波长（2对）组成，垂直分辨率<3km，水平环状方位角分辨率<3，面阵CCD，动态范围1E＋06；

3）对流层柱总量和平流层臭氧浓度垂直分布反演与现有国际传感器相当，覆盖超过现有国外卫星，实现NO2的对流层和平流层含量分布反演；

4）探索SO2等微量气体分布的反演方法。

说明与要求：

完成原理性样机研制和相应软件系统研发，提供验证或测试实例，申请相关专利。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励研究单位与应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

2.机载小型面阵三维成像激光雷达技术

研究目标：

突破传统时间选通型原理的高分辨三维成像关键技术，研制超小型非扫描三维成像激光雷达机载原理样机，解决激光雷达三维成像数据快视技术，以及典型场景匹配技术，为快速获取地物三维信息及应用提供新型的技术手段。

主要研究内容：

高频、高精度激光输出光强调制（单频、复频，脉冲）技术，基于面阵传感器的高速增益距离映射技术，精确到帧的实时距离标定技术，凝视成像方式下大气散射、扰动影响去除技术，连动高分辨（照明视场与成像视场始终匹配）光学成像技术，地物三维信息快速获取技术，典型场景匹配技术等。

主要技术指标：

1）适装平台：

轻小型飞机等

飞行高度：

1km–3km；

飞行速度：

50m/s-90m/s

2）视场：

10；

3）高程分辨率：

0.4m-0.8m；

4）空间分辨率：

0.3m-1m；

5）图像像素：

大于10001000；

6）帧率：

15fps；

7）特定目标匹配精度：

0.6m-2m；

8）重量：

10-20kg；

9）可三维测量的运动目标速度：

30km/h；

10）运动目标大小：

>2m4m。

说明与要求：

完成机载原理样机及相应的处理软件，获得航拍地面图像，申请发明专利。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励研究单位、企业、应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

3.高分辨率遥感卫星高码速率数据一体化处理关键技术

研究目标：

针对高分辨率对地观测数据应用的需求，突破高码速率数据接收、记录与快视等关键技术，开发高码速率遥感数据接收处理设备，满足高分辨率对地观测地面接收的需要，并为实现地面系统设备的业务化、集成化、多星多体制兼容创造条件。

主要研究内容：

基于通用计算机平台及前端处理板卡的一体化遥感数据处理设备设计技术、高速计算机总线应用技术、基于并行流水线技术的高速帧同步技术、多种遥感载荷处理优化技术、实时高速记录技术、实时成像技术、基于DirectX技术的实时快视技术等。

主要技术指标：

1）解调数据进机速率：

0～1.2Gbps；

2）帧同步处理速率优于1.2Gbps，参数可配置；

3）信道组合译码速率优于800Mbps；

4）PCI-X总线传输速率优于3Gbps；

5）载荷数据处理：

能够实时完成CCSDS解格式处理，实时完成自定义数据帧解格式处理；

6）原始数据记录速率：

>600Mbps，0级数据记录速率：

>3Gbps；

7）数据回放：

使用内部时钟发生器回放速率优于400Mbps；使用外钟回放速率可达1.2Gbps；

8）实时成像处理：

可处理可见光、红外、SAR、多光谱等多种遥感数据，光学数据按照用户指定抽样比抽样，SAR数据可降分辨率实时成像；

9）通用快视：

可任意比例缩放显示，具有刷新、滚动、变景、凝视等多种显示方式。

说明与要求：

完成工程样机及相应的软件系统，申请专利。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励研究单位、企业、应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过400万元。

4.巨灾链型灾害遥感监测与预警一体化关键技术

研究目标：

研究使用多源高分辨率卫星遥感数据进行巨灾链型多灾信息的参数定量反演、处理、风险快速评估与预警等关键技术，开发一体化快速处理与分析软件系统，进行典型应用示范，为台风-暴雨导致的巨灾链灾害进行监测、预警与评估等工作提供技术支持。

主要研究内容：

“台风－暴雨－洪水－滑坡、泥石流”巨灾链中各种灾害的参数定量反演模型、预警与快速评估模型，涉灾遥感数据的信息同化和快速协同处理，巨灾链灾情损失快速评估技术，基于灾情驱动的链型灾害主动跟踪监测技术，巨灾链灾害的遥感监测系统构建及一体化快速处理与分析软件系统研发，典型区域及相关业务部门的示范应用。

主要技术指标：

1）反演参数的识别精度优于80%，风险预警准确率优于75%，巨灾灾情损失评估精度优于70%；

2）在获取卫星数据后6小时内输出灾情分析产品和预警产品；

3）可提供优于1:

250,000比例尺的灾害专题信息产品，对于滑坡泥石流可以提供1:

50,000比例尺的灾害专题信息产品；

4）软件系统应具备巨灾链数据融合、定量反演、精确识别、快速提取、风险评估与预警、灾情评估等功能；

5）示范系统可以处理TB级遥感数据。

说明与要求：

完成相应的软件系统与应用示范系统，申请专利。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励研究单位与应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

5.新一代国产静止气象卫星信息提取与分析系统

研究目标：

针对新一代国产三轴稳定静止气象卫星预期搭载的多个先进对地观测仪器，突破高时间分辨率的大气动力、热力垂直结构、云表特征、大气气溶胶、地表参数、闪电等信息提取技术，研制高分辨率高轨卫星信息综合提取原型软件系统，为实现静止卫星资料从图像定性分析应用到产品定量应用的重大转变提供技术支撑。

主要研究内容：

我国新一代国产三轴稳定静止气象卫星预期搭载相关仪器在轨观测数据的模拟仿真技术研究，高时间分辨率多光谱和高光谱数据的云特性综合提取技术，亮背景条件下高时间分辨率气溶胶物理特性反演技术，高时间分辨率大气风场信息提取技术，高光谱分辨率大气温度和湿度廓线反演技术，中国区域闪电时空分布信息提取技术，高光谱、高时间分辨率地表参数定量反演技术，卫星产品在ß尺度天气监测与分析中的应用技术。

主要技术指标：

1）多光谱成像仪、高光谱红外大气探测仪和闪电成像仪的高轨道观测模拟仿真数据；

2）与风云2号图像应用相比，实现静止卫星对多类大气、地表、云表参数的高频次信息定量提取，其中：

●静止卫星云特性定量提取:

每半小时一次，其中云检测精度85％，云高精度1km，云分类精度能够分出高云、中云、低云，云相态识别能够区分水云、过冷水云和冰云，云光学厚度15%，云滴半径1-2m；

●亮背景条件下陆地气溶胶光学厚度反演精度达到0.1；

●风场信息提取每半小时一次，风场精度8m/s;

●大气温湿廓线反演每半小时一次，其中大气温度反演精度1-2K，大气湿度反演精度20-30％。

说明与要求：

完成相应的软件系统与应用示范，申请专利。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励研究单位与应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

6.多频多谱段遥感数据生态环境参数综合反演技术

研究目标：

综合应用国内外主要遥感数据源，开展陆表重要生态环境参数的综合反演技术研究，形成多源遥感数据与相关技术方法共享交流平台，整体促进我国资源、生态环境方面遥感定量化应用水平的提高。

主要研究内容：

植被结构参数、植被覆盖条件下的土壤水分、干旱等陆表参数多源遥感数据综合反演技术，融合、同化多平台、主被动遥感数据及地面观测台站数据的水资源、地表特征等信息提取技术。

主要技术指标：

1）森林平均高反演精度优于90%；

2）生物量估测精度80-85%；

3）水体提取面积精度优于3个像元；

4）土壤水分反演精度75%以上，旱情分级精度85-90%。

说明与要求：

课题数据与成果在国内实现共享，申请相关专利。

鼓励有重大国际合作研究背景的团队联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

7.星陆双基遥感农田信息协同反演技术

研究目标：

通过星载遥感与路基无线传感器网络的整合应用，突破基于传感器网络地面测量数据与遥感数据的时空耦合与数据同化核心关键技术，改进定量遥感数据产品的精度与验证方法，提高区域农田快速时变参数时空连续信息的获取能力，为现代农业提供技术支持。

主要研究内容：

连续时间序列无线传感器网络精确农田生态环境信息的获取技术，无线传感器网络温度、湿度、植被光合有效辐射、叶面积指数、土壤水分等农田生态环境参数的地面连续测量数据与多源遥感瞬间定量信息的时空耦合、同化与协同技术，农田生态环境参数时空连续信息集的生成技术，定量遥感数据产品区域验证技术，时空耦合与数据同化的农田生态环境监测系统。

主要技术指标：

1）试验区面积：

100km2；

2）农业生态环境参数不少于5个（包括温度、湿度、植被光合有效辐射、叶面积指数、土壤水分等）；

3）相关参数定量反演精度比单独遥感反演精度提高5－10%；

4）土壤墒情和作物长势等关键农情参数精度比单独遥感反演精度提高5－10%；

5）无线传感器网络信息采集系统达到数据可靠采集传输，在整个作物生长季（连续6个月以上）免维护连续工作。

说明与要求：

完成相应的原型系统与示范应用，提供验证或测试实例。

申请专利和软件著作权。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励研究单位与应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

8.多源遥感数据矿区环境与灾害信息精准监测技术

研究目标：

针对国家关注的矿产资源违法采矿和破坏性开采，以及由此造成的滑坡、崩塌、地面沉降、地裂缝等地质灾害和植被退化等生态环境破坏重大问题，研究矿业活动引发的地质灾害和生态环境的多源遥感精准监测技术与提取模型，建立预报预警系统，为非法采矿监测和国家重点矿山管理提供技术支撑。

主要研究内容：

PSInSAR、GPS和GIS集成的矿区地面沉降和滑坡等变形区块监测技术，高光谱和高空间分辨率数据矿区植被退化、尾沙、废矿堆积等多参数遥感精准提取技术，GPS、PDA、RS和远程数据传输集成的矿区野外巡查系统，矿业扰动区地质灾害和生态环境变化临界值监测模型、预警系统及典型示范应用。

主要技术指标：

1）滑坡、崩塌、地裂缝和植被退化等监测目标识别精度优于90%，面积提取精度优于95%，水平位置精度优于5m；

2）滑坡位移精度：

10mm，最小面积：

100m2；

3）地面形变探测精度优于3mm；

4）软件系统具有高精度环境与灾害目标要素边界与类型提取、专题数据更新、图像数据库管理与决策信息服务等功能。

可监测的高动态矿业扰动区类型不少于6类，数据获取后12小时内输出监测结果；系统运行稳定。

说明与要求：

完成相应软件系统与应用示范，申请专利。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励高校、研究单位与应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

9.高精度极化干涉SAR数据处理与制图关键技术

研究目标：

突破极化干涉SAR典型物理参数反演、地物目标分类等核心技术，开发我国自主知识产权的全极化干涉SAR高精度地物三维提取与专题制图系统，开展典型行业应用示范，为极化干涉SAR系统产业化应用奠定基础。

主要研究内容：

机、星载极化干涉SAR数据处理技术，极化干涉SAR典型物理参数定量反演技术、土地利用和土地覆盖分类技术，单、双基线机载干涉SAR地表三维信息提取技术，极化干涉SAR专题信息提取与地形制图软件系统，极化干涉SAR典型行业应用示范。

主要技术指标：

1）软件系统应具备极化分解、极化合成、极化干涉DEM及DOM生成、参数反演、极化SAR土地利用和土地覆盖分类功能，性能达到国际同类软件水平；

2）软件系统能处理机载及星载极化干涉SAR数据，具备TB级海量数据处理能力；

3）极化干涉SAR数据分辨率优于1m时，满足1:

10,000比例尺的地形测图精度，数据分辨率优于2m时，满足1:

50,000比例尺的地形测图精度；

4）地物目标分类精度优于80％。

说明与要求：

完成软件系统并得到推广应用，申请专利2-3项。

申请单位应具备相关的研究工作经验和基础，鼓励研究单位与应用单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

10.海岸带时空演变遥感信息精确提取与分析关键技术

研究目标：

面向我国海岸带开发利用的重大需求，针对海岸带复杂动态环境和海陆对比特征，研究和发展高空间分辨率遥感技术支持下的海岸带遥感数据规模化快速处理、高精度信息提取、智能化空间格局判别等一体化的高性能多源数据集群处理分析技术平台、遥感数据库系统；并以沿海省为应用示范区，建设一套具有业务化运行能力的以高分辨率遥感为核心的海岸带资源环境动态监测与开发管理应用系统。

主要研究内容：

研究适合海岸带特殊环境、面向高空间分辨率遥感的多源遥感信息融合与信息增强技术，发展海岸带时空演化特征的定量化遥感信息提取、变化自动检测与反演技术，开发海岸带高性能、高空间分辨率遥感影像计算与分析软件系统；发展海量遥感数据的自动分片与智能化叠加存储、地学编码支持下的高效检索与查询技术，建立适合我国海岸带区域应用的高空间分辨率遥感影像数据库系统；结合省区重大应用，建立以高空间分辨率遥感为主、多源信息辅助下的海岸带海洋资源环境及灾害监测与评价应用示范系统。

主要技术指标：

1）中心数据库节点的在线服务数据量不少于1TB；具有丰富的多专题、多尺度海岸带空间数据；提供面向海岸带遥感信息服务。

2）高性能高空间分辨率等多源数据处理节点具有十万亿次浮点运行能力，支持多用户并发控制；多源遥感数据分析和处理中间件不少于100个。

3）应用示范节点不少于两个，应用示范服务试运行时间不少于半年。

4）国内外发表学术论文不少于20篇，申请专利数不少于5项。

说明与要求：

在相关技术方法研究的基础上，完成相应的软件系统与应用示范系统，申请专利或软件登记。

申请单位应具备相关的研究工作基础，要求研发部门与应用部门单位联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过500万元。

专题二、地球空间信息系统技术专题

一、指南说明

在“十一五”期间，地球空间信息系统技术专题将面向新一代网络与空间信息普适化应用，研究和发展自动化空间数据融合集成与处理分析、智能化与人性化地理信息服务等前沿技术，为促进我国地理信息系统技术跨越发展和规模化产业形成提供技术支撑。

2008年度重点支持时空信息的组织与表达、时空信息协同分析与数据挖掘、空间信息网络服务技术、地理信息系统体系架构、地理信息系统新应用模式、基于先进计算架构的高性能空间分析中间件、应急响应综合信息集成关联分析系统、城市空间信息系统网格化集成和智能化服务技术、网络环境下分布式空间信息高效可视化技术、动态目标时空数据管理与分析技术、空间信息系统软件测试关键技术等方向。

本专题2008年度经费总预算为4300万元。

支持课题分两类：

探索导向类课题和目标导向类课题。

探索导向类课题共安排5个研究方向，经费预算为1400万元；目标导向类课题共安排6个研究方向，经费预算为2900万元。

课题支持强度参见相关研究方向的说明，课题研究期限不超过2010年12月31日。

探索导向类课题中，每个研究方向下的研究内容均可独立申请，申请者可在规定研究内容范围内，选择其一并自定课题名称进行申请；目标导向类课题中，申请课题内容应涵盖指南规定的全部研究内容，技术指标不得低于指南规定的要求。

二、指南内容

（一）探索导向类课题

1.时空信息的组织与表达

主要研究内容：

多维时空数据模型与数据结构，复杂网络环境下的时空信息组织与管理技术，基于信息模型转换的高效综合制图技术，符合感知特征的时空信息呈现技术等。

说明与要求：

在相关技术方法研究的基础上，完成相应的软件原型系统，提供验证或测试实例，并申请专利、软件著作权。

本方向2008年拟支持4～5个课题，每个课题支持经费强度不超过70万元。

2.时空信息协同分析与数据挖掘

主要研究内容：

网络环境下时空信息分析模型与机制，面向用户的网络空间信息系统服务化的高效互操作模式，地理时空信息的可视化探索分析等。

说明与要求：

在相关技术方法研究的基础上，完成相应的软件原型系统，提供验证或测试实例，并申请专利或软件著作权。

本方向2008年拟支持4～5个课题，每个课题支持经费强度不超过70万元。

3.空间信息网络服务技术

主要研究内容：

基于用户及位置的个性化信息智能服务技术，网络空间数据服务中的数据安全技术，三维空间信息网络服务技术，海量空间数据的网络缓存服务技术，自适应终端的地理信息服务技术,空间信息网络服务的新模式等。

说明与要求：

在相关技术方法研究的基础上,完成相应的软件原型系统，提供验证或测试实例，并申请专利或软件著作权。

本方向2008年拟支持4～5个课题，每个课题支持经费强度不超过70万元。

4.地理信息系统体系架构

主要研究内容：

跨GIS平台的空间分析建模与应用系统快速构建技术，基于新软硬件体系结构的地理空间信息系统技术,实时动态地理信息系统技术。

说明与要求：

在相关技术方法研究的基础上,完成相应的软件原型系统，提供验证或测试实例，并申请专利或软件著作权。

本方向2008年拟支持4～5个课题，每个课题支持经费强度不超过70万元。

5.地理信息系统新应用模式

主要研究内容：

基于地学空间知识管理与服务的应用技术，基于GIS的地学信息图谱技术，面向宏观规划的空间决策支持分析技术与区划等地理信息系统应用的新模式和新技术。

说明与要求：

在相关技术方法研究的基础上,完成相应的软件原型系统，提供验证或测试实例，并申请专利或软件著作权。

本方向2008年拟支持4～5个课题，每个课题支持经费强度不超过70万元。

（二）目标导向类课题

1.基于先进计算架构的高性能空间分析中间件

研究目标：

突破GIS空间统计分析和海量数据空间分析的瓶颈技术，研发一批高效能、基于先进软硬件计算框架的空间分析中间件，支撑我国地理信息系统的跨越式发展。

主要研究内容：

研究基于并行集群、多核处理器等先进计算设施的地理信息系统空间分析体系结构，开发符合网格服务标准的空间统计分析和典型空间分析算法的中间件，构建新一代的空间统计分析平台。

主要技术指标：

1）高性能空间分析中间件数量不少于100个，典型算法的并行加速效率不低于50%；单一中间件的性能与效率达到国际同类模型的先进水平；

2）支持并行集群和多核处理器架构，支持64位计算平台上的Linux和windows操作系统；支持100用户以上的并发请求；

3）中间件的输入输出应支持国产和国际主流的空间数据格式，提供其他特定数据格式的转换服务；中间件的服务接口支持主流国际标准；

4）空间统计分析平台性能优于现有的地统计软件包；

说明与要求：

完成相应的软件系统与应用检验，申请专利。

申请单位应具备相关的研究基础与技术条件,鼓励跨学科、跨领域、跨单位的联合申请。

本方向2008年拟支持1个课题，课题支持经费强度不超过400万元。

2.应急响应综合信息集成关联分析系统

研究目标：

针对我国各地各级建设应急空间信息系统的需要,突破基于时空的多源、异构信息的加载、组织管理和集成关联分析技术,研发高性能灾害应急综合信息分析系统，并实现应用示范，为建立国家应急空间信息系统体系提供技术方法和软件支撑。

主要研究内容：

研究基于统一时空框架下的多源、异构信息的加载、组织管理和集成分析技术,发展空间信息与位置相关的灾害应急文本、图像、视音频数据的信息资源的快速集成和管理技术；研究和发展通用灾害应急业务模型、基于事件流程的应急处置分析模型等，研发高性能应急综合信息关联集成与分析系统，建立应用示范系统。

主要技术指标：

1）具