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卫星遥感应用的新阶段

卫星遥感应用的新阶段

       人类需要有一种“超越”自己的能力,从一个腾飞的平台,多种视角,去重新认识自然的奥秘,重新审视自己居住的地球,这就是卫星遥感的应用。 到2000年,我国共发射了48颗人造卫星,其中包括“实践”科学实验卫星系列,“风云”气象卫星,和“资源”地球卫星系列。我国先后建立了国家遥感中心、国家卫星气象中心、中国资源卫星应用中心、卫星海洋应用中心和中国遥感卫星地面接收站。国务院各部委及各省市纷纷建立了160多个遥感应用机构,广泛地开展气象预报、国土普查、作物估产、森林调查、地质找矿、海洋预报、环境保护、灾害监测、城市规划和地图测绘等遥感业务。并且与全球遥感卫星,通信卫星和定位导航卫星相配合,为国家经济建设提供多方面的信息服务,也为迎接21世纪的空间时代和信息社会的挑战,构建“数字地球”打下了坚实基础。 遥感技术的巨大成就在于对电磁波谱全波段的不断发掘和充分利用。遥感仪器不断从可见光波段向两端延伸,特别是向远红外和微波波段的拓展,远远超越了人类视觉的极限,看到许多原来看不见的“东西”,发现许多新的时间或空间变化的现象和规律。《中国的航天》白皮书提出的以资源卫星、气象卫星、海洋卫星和灾害监测卫星为代表的对地观测遥感卫星系列,利用了丰富的波谱信息资源,极大地拓展了遥感监测能力,有望实现光谱、时间和空间分辨率间的统一协调,为遥感应用提供了坚实的数据保障,将使我国的遥感应用自立于世界。 针对我国土地资源家底不清等状况,我国先后利用卫星遥感数据开展了多次全国范围的土地利用和水土流失调查与监测,建成全国土地利用和土壤侵蚀数据库。通过全国土地资源遥感详查,我国现有耕地的数量核准为19.5亿亩。全国土地资源和作为农业生产基础的耕地资源数量及其变化,城市化与农业争地发展到何种程度等因素直接影响到我国21世纪到底能承载多少人口,利用遥感可以实现动态监测。 长期以来灾害监测和预报准确性以及时效性很差。利用遥感对灾害作出及时、准确的监测和评估,为国家防灾救灾及时提供了科学客观的依据。1998年长江中下游和松花江、嫩江的特大洪水期间,各地统计上报的数据汇总显示淹没范围竟达3亿多亩,而根据遥感监测的数据实际上只有3000多万亩,两者相差达10倍之多!遥感已成为把握客观现状,控制多报、虚报和减少主观失误的重要科学依据。 农业统计数据的科学性、客观性、及时性和准确性尚不能满足国家决策部门的要求。利用卫星遥感技术对农情进行监测速报一直受到国家的高度重视。1998年以来初步形成可运行的中国农情遥感速报系统,实现了全国作物长势的动态监测和小麦、水稻、玉米等主要粮食作物的遥感估产,作为国家统计数据的补充,对国家长期监测和制定粮食的调配和进出口政策提供重要的参考依据,成为中央决策的信息依据之一。 卫星遥感调查表明,我国森林的覆盖率从20世纪50年代占国土面积8%提高到90年代的13%,而“三北”防护林的面积从1977年占该地区的6.3%提高到1987年的8.4%。特别在“三北”地区,由于植树造林和毁林(草)开荒等活动并存,局部地区的生态环境确有所改善,然而从整体上尚未能扭转恶化的态势。综合运用遥感、地理信息系统( G IS),全球定位系统( G PS)对全国的林木、林地、湿地、野生动植物等资源的现状和动态进行定期调查、监测和综合评价,可以为林业建设和经济、社会的可持续发展提供客观、统一、完整、及时、准确的宏观数据和决策依据。 自使用气象卫星遥感以来,诸如台风等重大灾害性天气再无漏报。近几年以来的强沙尘天气过程均在我国气象卫星的监测之中,这就为其寻根溯源,制定合理的治理方案和对策提供了重要依据。 经济的高速发展带来了严重环境问题,突出表现为空气污染、水污染、固体废弃物污染、土壤侵蚀、草场退化、土地荒漠化、森林砍伐等等。面对这些大范围的环境问题,利用遥感技术快速、宏观、动态的特点,开展自然环境、生态系统、水环境等的质量监测、评价和趋势预报具有特别重要的意义。 但我国在遥感技术发展和应用的深度、广度,特别是技术创新和产业化方面仍有明显差距。如卫星遥感数据的保障能力尚不能满足应用的要求,国内外大量的数据源没有得到充分利用;许多重要领域的遥感应用尚未形成运行系统,没有开展连续不断的运行监测和服务;全国尚未形成统一的遥感应用市场,致使遥感应用的产业化进程缓慢。 在未来的10年,要推进城市现代化建设,建立生态高质量、基础设施高效能、管理和社会服务高水平的现代化城市。城市遥感特别是高分辨率、高光谱和三维遥感,是满足城市规划、建设和管理的迫切需要,实现上述目标的必要基础,也是逐步解决城市用水、交通和环境三大问题,实现城市可持续发展的关键技术。 开展全球遥感监测是卫星遥感应用的重要领域。全球变化、环境外交、绿色壁垒已成为国际事务中的重要内容,国家在国际事务中所采取的立场及对策是国家生态环境安全、食物安全的关键。我国加入世界贸易组织后,我国的粮食生产与供应将直接参与国际分工。从国际粮食市场获取最大利益,需要了解全球的农作物生产形势,开展全球遥感估产。 目前卫星遥感应用应加速遥感应用系统的高度综合与集成,树立全球化网络化的开放观念,立足国内,放眼世界,更多地关注人文、生态环境、动态监测与评估,形成与国际接轨,又充分利用国内外卫星遥感信息资源的遥感应用系统,作为“数字地球”、“数字中国”不可缺少的核心,支持共建共享。 展望21世纪的卫星遥感应用,在依托空间技术和地球科学的同时,将更多地依托信息科学,并积极开拓与生命科学和生物技术的联系,形成天地一体化的快速信息流,满足社会高速信息公路的需求。航天、航空与地面台站形成多级平台的互联网络系统,实现海量数据的全数字流程,图像图形的宽带网络传输,地球各圈层间的动态监测,从地表植被、作物长势、土地覆盖与生态、环境变迁、荒漠化、城市化过程的动态监测,到地壳内部的地磁、地热、地震、地气、地球重力场的异常,乃至外层空间的辐射、磁暴、臭氧变化,都是卫星对地观测的新内容,也是新一代遥感应用的生长点。 (中国科学院遥感应用研究所)

本文编辑:郭多娴