十 26, 2012 - file 技术及应用   comment No Comments

我国对地观测卫星的意义及其应用

开展对地观测的意义

首先,人类生活在地球 的四大圈层之中:岩石圈、水圈、大气圈和生物圈。当今时代,人类及其生存的地球正面临严峻的挑战,这需要我们对此进行实时的监测。而且,对地观测是国防建 设与国家安全的需要,比如制空权、制海权、制天权、制信息权等,都依靠对地观测技术来保障。全球现在对对地观测都非常重视,2003年由美、中、欧盟等发 起,召开了3次部长级对地观测高峰会议。由欧盟主持的第三届部长级对地观测高峰会议于2005年2月16日在布鲁塞尔举行,会上通过了GEOSS十年行动 计划,正式成立政府间对地观测协调组织GEO,中国气象局局长郑国光被选为四位联合主席之一,现有71个成员国和46个国际相关组织。GEOSS十年行动 计划,包括对社会可持续发展的作用、解决人类健康、自然和人为的灾害、水资源、气象预报、能源、气候变化、荒漠化、生物多样性、陆地海岸带和海洋生态系统 等九个方面的问题。对地观测已经成为资源与环境变化及灾害监测的重要技术手段。

我国对地观测的基本状况

自 1970年以来,中国已发射的对地观测卫星有:气象卫星7个,资源卫星7个,海洋卫星两个,北斗导航定位卫星4个,通信卫星10个,返回式卫星18个,科 学实验卫星18个,神舟飞船SZ-1、2、3、4、5,还有北京1号小卫星1个。海洋卫星能够获得关于海洋的信息,可以进行温度、深度、盐度以及海洋环境 的研究。在神舟飞船还没有载人上天的时候,我们就做了中分辨率成像光谱仪遥感的实验。当时通过卫星发现美国加州森林出现了火灾。1999年发射中巴资源卫 星,拍摄到许多图像,分辨率为19.5米。在2005年发射的北京1号小卫星,其分辨率就更高了,达到了4米,它可以清晰地看到一个机场的情况。我们发射 的一系列卫星,为中国建立完善的对地观测系统奠定了基础。在国家的支持下,今后我们还会发射更多的卫星。比如我们即将建立一个灾害监测卫星星座,这将对灾 害的研究和监测发挥非常大的作用。光学卫星和雷达卫星覆盖的范围非常广,如果有更多监测卫星的话,我们不仅可以覆盖全中国,还可以覆盖全球。同样,我们的 气象卫星也有一个发展计划,这些卫星有的与地球同步,有的与太阳同步,我们可以随时随地得到准确的观测数据。在资源卫星方面,我们已经起步,还要进一步提 高分辨率。海洋卫星也是一样的,海洋一号卫星已开始发挥作用,在海洋二号、海洋三号卫星上面,我们要增加更多的传感器,进行海洋污染的调查和观测。

我国对地观测卫星在灾害监测中的应用

1、 火灾监测。森林是国家的宝贵财富,用遥感卫星可以监测森林火灾。现在,我们用遥感技术对森林火灾进行动态监测,并建立了一个火灾信息发布网站。这里有一些 成功的例子,如2002年大兴安岭林区火灾跟踪监测。另外,我们用遥感可以对煤田火灾进行监测,如成功地对内蒙古乌达煤田火灾进行监测。它对治理地下煤田 的自燃,意义十分重大。

2、灾害监测。在我国,洪水监控和测评系统是非常重要的。我们可以利用空间技术监控洪水,把信息送到洪水监控指挥 部。如1998年长江水灾和2003年淮河的洪水都采用了卫星遥感技术进行监测。这些监测系统都是我们国家自己研制的卫星,当然也包括航空遥感获得的高分 辨率图像。旱灾的问题可能比水灾还要严重,因为它会引起缺水的问题。旱灾监测有国家级的,还有地方级的。还可以对冰雪灾害、滑坡和地面下陷进行监测。我们 还可以利用雷达技术,监测地面下陷的问题。我们选取了25幅雷达图像来进行上海地面下陷的分析,通过监测,情况就一目了然了,我们的精确度可以达到2.5 毫米。还有地震监测,中国地震局多年来在昆仑山地区进行了动态监测,包括断层的监测等等。我国建立了全国的地震观测网络,利用GPS的观测站来测定这些大 陆板块的变动情况,来研究地震的规律。当然这是一个非常复杂的问题。

3、台风监测。自从有了自己的气象卫星以后,我们可以看到每半小时云图 的连续变化,从而提高了预测台风的能力。对环境变化的研究,包括气候变化、全球变暖、水土流失、二氧化硫、二氧化碳等,也是对地观测的一个重要方面,这也 是国家非常关心的。对于水土流失,我们在全国范围进行多尺度研究。对于二氧化硫我们进行仿真和预测,发现了它的浓度变化。对于二氧化碳的变化,通过卫星监 测发现,浓度最高的地区是在中国和美国。中国东部经济发达地区是我们二氧化碳浓度最高的地区,最近几年来增长了50%。这些地区经济发展了,二氧化碳浓度 也增长了。还有沙尘暴监测。中国气象局有一个沙尘暴预警系统,依靠天上的卫星,加上我们自己在地面上的分析,就可以得到更加准确的信息和判断。除此以外, 遥感还可以用于沙漠化监测及土地覆盖和土地利用变化的监测。通过气象卫星和环境卫星,可获得不同年份、不同月份土地覆盖及其变化。

4、对传染性疾病,利用遥感和GIS技术也可以进行监测。比如高致病性禽流感,通过遥感和GIS,我们观测鸟迁徙的路径及环境因素,研究它们和禽流感的关系。在非典期间,我国也建立了一个遥感与GIS观测系统,为防治非典起到了非常重要的作用。

遥感在资源调查和城市管理方面的应用

在 资源调查方面,如地质和矿物资源调查,可以应用遥感技术,特别是高光谱卫星图像,对地表物质组成进行分析。在城市土地资源监测方面,国土资源部按照国家的 要求,对62个城市进行了重点监测,应用SPOT数据完成了对中国62个主要大城市的土地利用调查和变化监测。这里有一些成功的实例,包括对长江三角洲城 市变化所进行的监测,在北京周边地区进行的变化监测。在珠江三角洲经济发达的地区,我们也做了相应的监测和调查。同样,我们用遥感技术在武汉市周边地区进 行了从1987年—1993年—现在的土地利用变化的监测。

1、遥感和GIS可以用于城市管理。我们建立了对整个武汉市区进行网络化城市管 理与服务的系统,我们将管理要素分为4大类28小类,全部放到计算机网络里面去。不论哪一位市民发现了问题,都可以打市长热线,将反映问题的照片发到监控 中心,并找到相应的管理员,然后立案,分配任务,找到职能部门,解决问题,直到最后报告任务完成。这样的事情,仅武汉市就有180多万件。通过城市服务网 格体系,可以解决城市弱势群体的困难,有利于和谐社会的构建。

2、在市区规划和管理中,航天航空影像也发挥了非常大的作用。首先,通过遥 感,我们可以更新原来老的地图。在1994年、1998年、2006年,我国分别建立了全国范围的数字地图数据库。中国的空间数据基础设施建设,有1:5 万、1:25万和1:100万比例尺的数字地图数据库,整个数据加在一起有11TB,作为国家使用的基础数据库。按照这样的数据库,你可以随时对任何一个 地区,进行空间数据查询。城市地区电子地图,不仅有二维的模型,也开始建立三维城市模型。“十一五”期间,我们将把所有对地观测的航空航天遥感数据做成一 个开放的服务系统,把我们所做的各种工具也放在这个系统上,在网络环境之下,为用户提供开放式的网络服务,需要数据就提供数据,需要信息就提供信息,需要 服务就提供服务。这就是我们在国家“863计划”中必须完成的任务。在考古上,我们也利用遥感技术做过一些研究,比如说对古老的长城,可以利用遥感图像来 发现已经埋到地底下的一些长城的痕迹。

3、在农作物估产方面,对地观测技术也发挥了很大作用。我国已经建立运行了有关系统,提供中国和世界 其他主要国家农作物产品信息。美国推行的精准农业,我们现在也在做这样的系统,能够为大田农业服务。利用GPS和遥感技术,了解农作物长势,进行精确的农 业管理,满足绿色农业经济需求、法律法规需求、环境需求。

家都知道,GOOGLE EARTH是覆盖全球的搜索系统,我们在GOOGLE EARTH上面找到武汉,就可以很容易地找到武汉各个部位的地理位置。它有2亿个用户,经常有几百万人来点击,不仅创造了商业价值,也满足了人们的需要。 微软也推出了一个VIRTUAL EARTH,我们可以随着鼠标,找到你想找到的地点。武汉大学也做了一个不但可以看,而且可以测量的数字地球系统。点击进去以后,可以带着大家找到湖北 省、武汉市,找到你想去的一条马路,通过可量测的实景图像,我们可以增加许多精确的信息。这个可视化、可量测的操作,网上任何人都可以操作,就像我们用电 脑游戏,让用户创造性上网的一个过程。你如果想知道楼的高度,你一个点击,我们的系统就可以用一个公式、一个软件,得出这个楼的高度。这样的系统,我们已 经运用到公安、交通等诸多行业,满足了他们的需要,提高有关单位办公的效率和解决问题的能力。我们自己开发了一个可以跟GOOGLE、微软相媲美的自主系 统。这样的系统,可以解决衣食住行诸多的问题。

总结

对地观测技术在中国的应用,有利于国 家安全和经济建设,并能有效地改善人们的生活条件,有利于建设和谐社会。通过30多年的自力更生、艰苦奋斗,我们在对地观测领域取得了很大的进步。但是, 我们不能仅满足于得到数据,而是要努力把数据变成有用的信息,获取必要的知识,为各行各业服务。国家中长期科技发展规划纲要中指出,发展基于卫星、飞机和 平流层飞艇的高分辨率对地观测系统,与其它中低分辨率地面覆盖观测手段结合,形成时空协调、全天候、全天时的对地观测系统,并可根据需要对特定地区进行高 精度观测,整合并完善现有遥感卫星地面接收站,建立对地观测中心等地面应用系统,到2020年,建设一个先进而稳定的卫星对地观测系统。我们要更加努力地 工作,创造我们国家对地观测技术更加美好的未来!

你可能也喜欢:

Got anything to say? Go ahead and leave a comment!