開展對(duì)地觀測(cè)的意義

　　首先，人類生活在地球的四大圈層之中：巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈。當(dāng)今時(shí)代，人類及其生存的地球正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這需要我們對(duì)此進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。而且，對(duì)地觀測(cè)是國(guó)防建設(shè)與國(guó)家安全的需要，比如制空權(quán)、制海權(quán)、制天權(quán)、制信息權(quán)等，都依靠對(duì)地觀測(cè)技術(shù)來(lái)保障。全球現(xiàn)在對(duì)對(duì)地觀測(cè)都非常重視，2003年由美、中、歐盟等發(fā)起，召開了3次部長(zhǎng)級(jí)對(duì)地觀測(cè)高峰會(huì)議。由歐盟主持的第三屆部長(zhǎng)級(jí)對(duì)地觀測(cè)高峰會(huì)議于2005年2月16日在布魯塞爾舉行，會(huì)上通過(guò)了GEOSS十年行動(dòng)計(jì)劃，正式成立政府間對(duì)地觀測(cè)協(xié)調(diào)組織GEO，中國(guó)氣象局局長(zhǎng)鄭國(guó)光被選為四位聯(lián)合主席之一，現(xiàn)有71個(gè)成員國(guó)和46個(gè)國(guó)際相關(guān)組織。GEOSS十年行動(dòng)計(jì)劃，包括對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的作用、解決人類健康、自然和人為的災(zāi)害、水資源、氣象預(yù)報(bào)、能源、氣候變化、荒漠化、生物多樣性、陸地海岸帶和海洋生態(tài)系統(tǒng)等九個(gè)方面的問(wèn)題。對(duì)地觀測(cè)已經(jīng)成為資源與環(huán)境變化及災(zāi)害監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)手段。

我國(guó)對(duì)地觀測(cè)的基本狀況

　　自1970年以來(lái)，中國(guó)已發(fā)射的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星有：氣象衛(wèi)星7個(gè)，資源衛(wèi)星7個(gè)，海洋衛(wèi)星兩個(gè)，北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星4個(gè)，通信衛(wèi)星10個(gè)，返回式衛(wèi)星18個(gè)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星18個(gè)，神舟飛船SZ-1、2、3、4、5，還有北京1號(hào)小衛(wèi)星1個(gè)。海洋衛(wèi)星能夠獲得關(guān)于海洋的信息，可以進(jìn)行溫度、深度、鹽度以及海洋環(huán)境的研究。在神舟飛船還沒(méi)有載人上天的時(shí)候，我們就做了中分辨率成像光譜儀遙感的實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)通過(guò)衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)美國(guó)加州森林出現(xiàn)了火災(zāi)。1999年發(fā)射中巴資源衛(wèi)星，拍攝到許多圖像，分辨率為19.5米。在2005年發(fā)射的北京1號(hào)小衛(wèi)星，其分辨率就更高了，達(dá)到了4米，它可以清晰地看到一個(gè)機(jī)場(chǎng)的情況。我們發(fā)射的一系列衛(wèi)星，為中國(guó)建立完善的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。在國(guó)家的支持下，今后我們還會(huì)發(fā)射更多的衛(wèi)星。比如我們即將建立一個(gè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)衛(wèi)星星座，這將對(duì)災(zāi)害的研究和監(jiān)測(cè)發(fā)揮非常大的作用。光學(xué)衛(wèi)星和雷達(dá)衛(wèi)星覆蓋的范圍非常廣，如果有更多監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的話，我們不僅可以覆蓋全中國(guó)，還可以覆蓋全球。同樣，我們的氣象衛(wèi)星也有一個(gè)發(fā)展計(jì)劃，這些衛(wèi)星有的與地球同步，有的與太陽(yáng)同步，我們可以隨時(shí)隨地得到準(zhǔn)確的觀測(cè)數(shù)據(jù)。在資源衛(wèi)星方面，我們已經(jīng)起步，還要進(jìn)一步提高分辨率。海洋衛(wèi)星也是一樣的，海洋一號(hào)衛(wèi)星已開始發(fā)揮作用，在海洋二號(hào)、海洋三號(hào)衛(wèi)星上面，我們要增加更多的傳感器，進(jìn)行海洋污染的調(diào)查和觀測(cè)。

我國(guó)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星在災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

　　火災(zāi)監(jiān)測(cè)。森林是國(guó)家的寶貴財(cái)富，用遙感衛(wèi)星可以監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)。現(xiàn)在，我們用遙感技術(shù)對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，并建立了一個(gè)火災(zāi)信息發(fā)布網(wǎng)站。這里有一些成功的例子，如2002年大興安嶺林區(qū)火災(zāi)跟蹤監(jiān)測(cè)。另外，我們用遙感可以對(duì)煤田火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如成功地對(duì)內(nèi)蒙古烏達(dá)煤田火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。它對(duì)治理地下煤田的自燃，意義十分重大。

　　災(zāi)害監(jiān)測(cè)。在我國(guó)，洪水監(jiān)控和測(cè)評(píng)系統(tǒng)是非常重要的。我們可以利用空間技術(shù)監(jiān)控洪水，把信息送到洪水監(jiān)控指揮部。如1998年長(zhǎng)江水災(zāi)和2003年淮河的洪水都采用了衛(wèi)星遙感技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都是我們國(guó)家自己研制的衛(wèi)星，當(dāng)然也包括航空遙感獲得的高分辨率圖像。旱災(zāi)的問(wèn)題可能比水災(zāi)還要嚴(yán)重，因?yàn)樗鼤?huì)引起缺水的問(wèn)題。旱災(zāi)監(jiān)測(cè)有國(guó)家級(jí)的，還有地方級(jí)的。還可以對(duì)冰雪災(zāi)害、滑坡和地面下陷進(jìn)行監(jiān)測(cè)。我們還可以利用雷達(dá)技術(shù)，監(jiān)測(cè)地面下陷的問(wèn)題。我們選取了25幅雷達(dá)圖像來(lái)進(jìn)行上海地面下陷的分析，通過(guò)監(jiān)測(cè)，情況就一目了然了，我們的精確度可以達(dá)到2.5毫米。還有地震監(jiān)測(cè)，中國(guó)地震局多年來(lái)在昆侖山地區(qū)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，包括斷層的監(jiān)測(cè)等等。我國(guó)建立了全國(guó)的地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)，利用GPS的觀測(cè)站來(lái)測(cè)定這些大陸板塊的變動(dòng)情況，來(lái)研究地震的規(guī)律。當(dāng)然這是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。

　　臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)。自從有了自己的氣象衛(wèi)星以后，我們可以看到每半小時(shí)云圖的連續(xù)變化，從而提高了預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)的能力。對(duì)環(huán)境變化的研究，包括氣候變化、全球變暖、水土流失、二氧化硫、二氧化碳等，也是對(duì)地觀測(cè)的一個(gè)重要方面，這也是國(guó)家非常關(guān)心的。對(duì)于水土流失，我們?cè)谌珖?guó)范圍進(jìn)行多尺度研究。對(duì)于二氧化硫我們進(jìn)行仿真和預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)了它的濃度變化。對(duì)于二氧化碳的變化，通過(guò)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，濃度最高的地區(qū)是在中國(guó)和美國(guó)。中國(guó)東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)是我們二氧化碳濃度最高的地區(qū)，最近幾年來(lái)增長(zhǎng)了50%。這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，二氧化碳濃度也增長(zhǎng)了。還有沙塵暴監(jiān)測(cè)。中國(guó)氣象局有一個(gè)沙塵暴預(yù)警系統(tǒng)，依靠天上的衛(wèi)星，加上我們自己在地面上的分析，就可以得到更加準(zhǔn)確的信息和判斷。除此以外，遙感還可以用于沙漠化監(jiān)測(cè)及土地覆蓋和土地利用變化的監(jiān)測(cè)。通過(guò)氣象衛(wèi)星和環(huán)境衛(wèi)星，可獲得不同年份、不同月份土地覆蓋及其變化。

　　對(duì)傳染性疾病，利用遙感和GIS技術(shù)也可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)。比如高致病性禽流感，通過(guò)遙感和GIS，我們觀測(cè)鳥遷徙的路徑及環(huán)境因素，研究它們和禽流感的關(guān)系。在非典期間，我國(guó)也建立了一個(gè)遙感與GIS觀測(cè)系統(tǒng)，為防治非典起到了非常重要的作用。

遙感在資源調(diào)查和城市管理方面的應(yīng)用

　　在資源調(diào)查方面，如地質(zhì)和礦物資源調(diào)查，可以應(yīng)用遙感技術(shù)，特別是高光譜衛(wèi)星圖像，對(duì)地表物質(zhì)組成進(jìn)行分析。在城市土地資源監(jiān)測(cè)方面，國(guó)土資源部按照國(guó)家的要求，對(duì)62個(gè)城市進(jìn)行了重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，應(yīng)用SPOT數(shù)據(jù)完成了對(duì)中國(guó)62個(gè)主要大城市的土地利用調(diào)查和變化監(jiān)測(cè)。這里有一些成功的實(shí)例，包括對(duì)長(zhǎng)江三角洲城市變化所進(jìn)行的監(jiān)測(cè)，在北京周邊地區(qū)進(jìn)行的變化監(jiān)測(cè)。在珠江三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，我們也做了相應(yīng)的監(jiān)測(cè)和調(diào)查。同樣，我們用遙感技術(shù)在武漢市周邊地區(qū)進(jìn)行了從1987年—1993年—現(xiàn)在的土地利用變化的監(jiān)測(cè)。

　　遙感和GIS可以用于城市管理。我們建立了對(duì)整個(gè)武漢市區(qū)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化城市管理與服務(wù)的系統(tǒng)，我們將管理要素分為4大類28小類，全部放到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)里面去。不論哪一位市民發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題，都可以打市長(zhǎng)熱線，將反映問(wèn)題的照片發(fā)到監(jiān)控中心，并找到相應(yīng)的管理員，然后立案，分配任務(wù)，找到職能部門，解決問(wèn)題，直到最后報(bào)告任務(wù)完成。這樣的事情，僅武漢市就有180多萬(wàn)件。通過(guò)城市服務(wù)網(wǎng)格體系，可以解決城市弱勢(shì)群體的困難，有利于和諧社會(huì)的構(gòu)建。

　　在市區(qū)規(guī)劃和管理中，航天航空影像也發(fā)揮了非常大的作用。首先，通過(guò)遙感，我們可以更新原來(lái)老的地圖。在1994年、1998年、2006年，我國(guó)分別建立了全國(guó)范圍的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。中國(guó)的空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，有1：5萬(wàn)、1：25萬(wàn)和1：100萬(wàn)比例尺的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，整個(gè)數(shù)據(jù)加在一起有11TB，作為國(guó)家使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。按照這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)，你可以隨時(shí)對(duì)任何一個(gè)地區(qū)，進(jìn)行空間數(shù)據(jù)查詢。城市地區(qū)電子地圖，不僅有二維的模型，也開始建立三維城市模型。“十一五”期間，我們將把所有對(duì)地觀測(cè)的航空航天遙感數(shù)據(jù)做成一個(gè)開放的服務(wù)系統(tǒng)，把我們所做的各種工具也放在這個(gè)系統(tǒng)上，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境之下，為用戶提供開放式的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，需要數(shù)據(jù)就提供數(shù)據(jù)，需要信息就提供信息，需要服務(wù)就提供服務(wù)。這就是我們?cè)趪?guó)家“863計(jì)劃”中必須完成的任務(wù)。在考古上，我們也利用遙感技術(shù)做過(guò)一些研究，比如說(shuō)對(duì)古老的長(zhǎng)城，可以利用遙感圖像來(lái)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)埋到地底下的一些長(zhǎng)城的痕跡。

　　在農(nóng)作物估產(chǎn)方面，對(duì)地觀測(cè)技術(shù)也發(fā)揮了很大作用。我國(guó)已經(jīng)建立運(yùn)行了有關(guān)系統(tǒng)，提供中國(guó)和世界其他主要國(guó)家農(nóng)作物產(chǎn)品信息。美國(guó)推行的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，我們現(xiàn)在也在做這樣的系統(tǒng)，能夠?yàn)榇筇镛r(nóng)業(yè)服務(wù)。利用GPS和遙感技術(shù)，了解農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)，進(jìn)行精確的農(nóng)業(yè)管理，滿足綠色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)需求、法律法規(guī)需求、環(huán)境需求。

　　大家都知道，GOOGLE EARTH是覆蓋全球的搜索系統(tǒng)，我們?cè)贕OOGLE EARTH上面找到武漢，就可以很容易地找到武漢各個(gè)部位的地理位置。它有2億個(gè)用戶，經(jīng)常有幾百萬(wàn)人來(lái)點(diǎn)擊，不僅創(chuàng)造了商業(yè)價(jià)值，也滿足了人們的需要。微軟也推出了一個(gè)VIRTUAL EARTH，我們可以隨著鼠標(biāo)，找到你想找到的地點(diǎn)。武漢大學(xué)也做了一個(gè)不但可以看，而且可以測(cè)量的數(shù)字地球系統(tǒng)。點(diǎn)擊進(jìn)去以后，可以帶著大家找到湖北省、武漢市，找到你想去的一條馬路，通過(guò)可量測(cè)的實(shí)景圖像，我們可以增加許多精確的信息。這個(gè)可視化、可量測(cè)的操作，網(wǎng)上任何人都可以操作，就像我們用電腦游戲，讓用戶創(chuàng)造性上網(wǎng)的一個(gè)過(guò)程。你如果想知道樓的高度，你一個(gè)點(diǎn)擊，我們的系統(tǒng)就可以用一個(gè)公式、一個(gè)軟件，得出這個(gè)樓的高度。這樣的系統(tǒng)，我們已經(jīng)運(yùn)用到公安、交通等諸多行業(yè)，滿足了他們的需要，提高有關(guān)單位辦公的效率和解決問(wèn)題的能力。我們自己開發(fā)了一個(gè)可以跟GOOGLE、微軟相媲美的自主系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)，可以解決衣食住行諸多的問(wèn)題。

總結(jié)

　　對(duì)地觀測(cè)技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用，有利于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)建設(shè)，并能有效地改善人們的生活條件，有利于建設(shè)和諧社會(huì)。通過(guò)30多年的自力更生、艱苦奮斗，我們?cè)趯?duì)地觀測(cè)領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)步。但是，我們不能僅滿足于得到數(shù)據(jù)，而是要努力把數(shù)據(jù)變成有用的信息，獲取必要的知識(shí)，為各行各業(yè)服務(wù)。國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要中指出，發(fā)展基于衛(wèi)星、飛機(jī)和平流層飛艇的高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，與其它中低分辨率地面覆蓋觀測(cè)手段結(jié)合，形成時(shí)空協(xié)調(diào)、全天候、全天時(shí)的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)，并可根據(jù)需要對(duì)特定地區(qū)進(jìn)行高精度觀測(cè)，整合并完善現(xiàn)有遙感衛(wèi)星地面接收站，建立對(duì)地觀測(cè)中心等地面應(yīng)用系統(tǒng)，到2020年，建設(shè)一個(gè)先進(jìn)而穩(wěn)定的衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。我們要更加努力地工作，創(chuàng)造我們國(guó)家對(duì)地觀測(cè)技術(shù)更加美好的未來(lái)！