遙感地球的脈動丨率先行動計劃

2020-09-18 光明科普

■本報記者 丁佳

藉由衛星的眼睛看清地球,在一幅幅遙感圖上遨遊世界,及時發現全球變化和人類活動的蛛絲馬跡,這是中國遙感人的夢想。

近日,中科院公布了「率先行動」計劃第一階段重大科技成果及標誌性進展,中科院空天信息創新研究院(以下簡稱空天院)的「全球遙感空間信息系統」項目榜上有名。

自2014年中科院「率先行動」計劃實施以來,空天院認真貫徹落實,聚焦重大重點項目,不斷協同創新,取得了重大科技成果。如今的這份榮譽,不但是對他們7年潛心攻關的最好總結,也讓他們覺得,自己離夢想又近了一步。

使命擔當響應時代召喚

在空天院副院長、「全球遙感空間信息系統」項目首席科學家張兵看來,項目的啟動實施是中國遙感科技發展的必然選擇。

「當前,全球化浪潮勢不可擋,對全球資源環境狀況和人類活動響應的及時了解,已經成為國家的重大需求;而在全球變化、可持續發展、災害防控中作出『中國貢獻』,也已成為中國作為負責任大國的使命擔當。」張兵說。

2013年,中國提出「一帶一路」倡議,為「一帶一路」沿線國家和地區提供空間信息服務,共同開展區域資源環境研究,也提上日程。而過去的10年,也恰逢中國衛星遙感科技大發展的時期。中科院院士郭華東曾判斷,經過40餘年的發展,中國已經成為遙感大國,已躋身國際先進水平行列。

在這樣的時代背景下,空天院科研人員感到,他們大展拳腳的機會來了。2013年,「全球遙感空間信息系統」作為空天院(原遙感與數字地球研究所)「一三五」規劃中的一項重大突破項目全面啟動。

以往開展資源環境研究主要依賴科研人員的地面調查,效率低下、耗時漫長,導致研究不能在大的區域範圍內開展。「而衛星遙感是沒有國界限制的。」張兵介紹,「想要得到大面積的數據,在區域乃至全球範圍內開展資源環境研究、災害預警工作,衛星遙感技術是為數不多甚至是唯一的有效手段。」

因此,「全球遙感空間信息系統」項目從啟動之初,就著眼於面向全球、洲際等的高質量陸表、海洋、大氣動態遙感空間信息產品的生產,並為國家宏觀決策提供支持。

全面布侷促進多點開花

7年來,「全球遙感空間信息系統」項目突破了大範圍高動態遙感信息提取相關理論、系列模型和關鍵技術,實現了全球範圍的土地覆蓋精細分類製圖、大豆主產區面積產量監測、重大病蟲害監測預警、陸表水體環境狀態評估、植被螢光與海洋波浪成像遙感監測、遺產地和重大災害監測等,創建了適應空間大數據展示分析應用的新一代數字地球科學平臺,集成了遙感信息模型150種,匯集了21大類310個多源異構資料庫,研發了25種全球和區域遙感信息產品。

「這些成果為國家提供了準確、及時和持續性的全球環境資源空間信息和科學數據,有力支撐了國家多領域的宏觀決策。」張兵說。

近年來,肆虐的病蟲害已成為全球問題。從去年底開始,非洲地區暴發了沙漠蝗災,並很快蔓延至中東和南亞地區;而2019年初零星遷入中國的草地貪夜蛾,也在短短幾個月內入侵了26個省份,蟲害玉米發生面積近1600萬畝。

「在全球變化的大背景下,病蟲害變化的總趨勢是加重的。」空天院研究員、中科院數字地球重點實驗室主任黃文江說,「所以我們有必要對其進行監測,了解它們從哪裡來,預測下一步會在國內產生怎樣的影響。」

在項目的支持下,科研人員在國際上首次實現了全球主要農作物12種重大病蟲害常態化遙感動態監測和預報;國際上獨家發布了中英雙語的《作物病蟲害遙感監測與預測報告》,為農業農村部做好作物病蟲害防控工作提供了科技支撐。

有了這樣的動態監測技術,對病蟲害的防治就能更加「有的放矢」。在實際操作中,人們在飛機或無人機程序中輸入噴藥圖,就能夠精準定位到蟲害發生的區域進行噴灑,大大減少了農藥的使用。

與此同時,這項技術還成功走向了海外。針對近期的沙漠蝗災,科研人員先後發布了11期《亞非沙漠蝗蟲災情監測與評估報告》,成功為巴基斯坦、肯亞、衣索比亞等國家的防控工作提供了科學指導,減少了當地農牧業的損失。

「率先行動」注入全新動能

2014年,中科院正式啟動實施「率先行動」計劃。在張兵看來,這為「全球遙感空間信息系統」項目注入了新的動能。

「原先大家的成果分散在各個項目,『率先行動』計劃把這些零散的工作圍繞著國家重大需求進行了有效集成。有了這把『尚方寶劍』,我們就能更好地把人才聚集在一起,凝心聚力做大事。」張兵說。

而對於普通的科研人員來說,「率先行動」計劃則更像是一把火炬,為大家指明了努力的方向,讓他們能夠更多地瞄準重大產出去做科研。

在「率先行動」計劃的指引下,項目團隊接連取得了重大成果。如國際上首次實現全球土地覆蓋產品從一級10大類擴展到二級30類的遙感精細分類,為自然資源部、生態環境部提供了重要支撐;國際上首次實現10米空間解析度的全球大豆主產區產量連續多年遙感監測,服務於國家大豆進出口宏觀決策;國際上首次實現全球大型內陸水體營養狀況、全球水庫數量與面積月頻次遙感監測,被聯合國環境署等採用……

此外,項目還發布了《地球大數據支撐可持續發展目標報告(2019)》,被列為中國政府參加第74屆聯合國大會的四個正式文件之一和2030可持續發展目標峰會的兩個文件之一。

2018年,張兵領銜的「全球資源環境遙感創新團隊」入選了科技部重點領域創新團隊,奠定了空天院團隊在該方向的國內外領先與核心地位。

「我們就是要在面向科技前沿的基礎上去做面向國家重大需求的事情,今後將會繼續瞄準全球化,把信息產品做得種類更多、精度更精、平臺更好,在預測預報和為國家建言獻策上作更多的貢獻。」張兵說。

守望地球,為國為民,這就是中科院「率先行動」計劃交給他們最重要的一件事。

《中國科學報》 (2020-09-18 第1版 要聞)

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