中新網北京12月30日電 題:「高分一號」衛星投入使用成果顯著
作者 劉昊元 張素
「知天知地,勝乃可全。」中國古代軍事家孫子用簡單八個字道出了取勝的秘訣——通曉天時,熟知地利。如今,「高分一號」衛星的投入使用讓古人所期盼的「千裡慧眼」變為現實。
觀天測地「九百六」
遙感衛星對地球大範圍的情況一覽無餘,可對資源進行宏觀、綜合、動態、快速的調查,還具有適時地不間斷地傳遞信息的功能。它把人的視覺從可見光範圍擴展到紫外、紅外及微波輻射區,從根本上改變了人類對賴以生存的地球的認識。
以「高分一號」命名的衛星是國家科技重大專項高解析度對地觀測系統中的首星,它的投入使用標誌著我國高解析度遙感衛星數據國產化向前邁出了決定意義的一步。
據「高分一號」衛星工程副總指揮、國防科工局重大專項工程中心主任王承文介紹,我國已建立了重大自然災害遙感監測評估運行系統,形成對颱風、暴雨、洪澇、旱災等災害的監測能力,特別是快速圖像處理和評估系統的建立,具有對突發性災害的快速應急反應能力,使該系統能在幾小時內獲得災情數據,一天內做出災情的快速評估,一周內完成詳實的評估。
「但遙感應用也存在著不盡如人意之處:自主衛星數據種類較單一、數據源較缺乏,信息源的應用還剛剛起步,國外衛星的數據資源,難以滿足與我國同步監測要求,必須考慮運行成本的可承受性。這些是制約遙感衛星應用的瓶頸」,「高分一號」衛星應用系統總師顧行發說,除了自主數據源獲取存在困難,目前的遙感應用研究零碎、局部,整體規劃差。
而「高分一號」作為國家16個重大科技專項之一,打破以往的行業壁壘,由國防科工局牽頭組織實施,多部委參與,避免重複投入和重複建設帶來的浪費和數據來源的不一致性。
巡天遙看「千裡眼」
「沙塵暴預報」「西部開發」「數字奧運」……這些熱門詞都與遙感衛星相關。「高分一號」能夠為農業、林業、地質、環境、城市規劃等行業提供必要準確的信息源,稱得上是太空「千裡眼」
「高分一號」衛星成功突破了高空間解析度、多光譜與寬覆蓋相結合的光學遙感等關鍵技術,在設計壽命上刷新了低軌衛星平均3年的紀錄,達到5至8年。其高解析度體現在空間、時間和光譜解析度3個方面。
空間解析度指從衛星照片上能辨別地面目標的最小尺寸,「高分一號」可達2米左右,這意味著從衛星上可以清楚地看到地面上的小汽車,甚至自行車。
時間解析度指重複觀察同一地物所需要的時間。據了解,「高分一號」只需4天就能把地球完整地看一遍。
一般而言,空間解析度和時間解析度此消彼長,「高分一號」實現了這兩點的最優組合。它增加了高解析度多光譜成像能力,是目前國內運行衛星載荷中的最高水平,除了黑白照片,可下傳具有紅黃藍綠4個譜段的彩色圖像。
8月,黑龍江流域遭遇了有水文記錄以來最大的洪澇災害,洪水規模百年一遇。測試階段的「高分一號「衛星,用自己的一雙「慧眼」築起一道安全防線。
「這是黑龍江省第一次全面地運用衛星數據指導抗洪救災,實踐證明『高分一號』衛星發揮了其它手段不可替代的作用。」王承文說。
「『高分一號』衛星提供的專題信息產品是彩色的,更直觀、更清晰、更明了。」參與實際救援工作的黑龍江省水文局副局長楊廣元說,「利用『高分一號』衛星監測和評估災情,定位準確,每個點都帶有坐標和經緯,每天都能拿到更新的數據。」
造福人類「百家星」
以往衛星對於災情監測的精確度和及時度方面仍顯不足,而「高分一號」衛星最大的優勢就是精確性和及時性,它將為我國綜合減災救災提供快速、準確的輔助決策信息示範,從而整體提高國家災害管理的科學決策水平。
「我國幅員遼闊,僅靠局部定點環境監測,遠不能滿足社會需求。而對大空間範圍來說,衛星遙感數據應用是唯一可行的環境變化監測手段」,顧行發說。
空間上,衛星可將中國全境「盡收眼底」,進行全面監測;時間上,衛星遙感通過及時、持續地獲取影像數據,可以詳細記錄一定時期內的環境變化。科學家們通過對數據的處理和信息提取了解環境現狀、評估變化趨勢以及分析變化原因,從而為政府部門科學決策提供可靠依據。
「通過衛星遙感,我們發現30年間我國溼地面積總體減少了33%,其中易被開墾為農田的內陸沼澤消失最快,佔全部減少溼地面積的29.7%,共計55959平方公裡。」顧行發說,「我們將利用『高分一號』衛星,具體分析溼地變化的主要驅動因素。」
隨著我國經濟發展,大氣汙染總體上呈惡化趨勢,對空氣品質的遙感觀測備受重視。據現有衛星觀測結果顯示,1996至2010年,氮氧化物排放量持續增長,且區域性特徵日益顯著。同時,人為因素逐漸成為氮氧化物排放量增加的主導因素。
要更好掌握環境變化的整體情況,必須提升我國準確探測全境環境變化的能力,「高分一號」衛星將成為我國全境環境變化的重要監測手段。「地面監測手段跟不上的時候,遙感的作用就發揮出來。」常年在一線從事赤潮監測的王兵說,「太湖水華暴發麵積動輒幾十上百平方公裡,利用衛星遙感手段大範圍快速監測就成了最佳選擇。」
遙感監測數據分析還可引導地面監測工作。從海上溢油到核電廠溫排水監測,從飲用水源保護地監測到面源汙染監測,「高分一號「衛星的業務應用越來越廣泛。作為「高分一號」衛星的主用戶單位,環境保護部已把「高分一號」衛星作為水環境監測的重要手段。
此外,記者從農業部區劃所了解到,「高分一號」衛星數據已廣泛應用到作物面積監測、長勢監測、估產、災害監測、農業環境監測與評價、土壤監測等各個領域。在礦區生態破壞、自然保護區監管、生態工程環境影響評估等方面,「高分一號」發揮的作用也會越來越顯著。(完)