高分衛(wèi)星，本領(lǐng)越來越強(科技視點)
本報記者 馮 華 葉傳增
《人民日報》( 2020年02月03日19 版)
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2019年12月10日，國家航天局發(fā)布了高分七號衛(wèi)星首批22幅亞米級立體影像產(chǎn)品。這不僅是高分七號的首次亮相，也標(biāo)志著我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(簡稱高分專項)的建設(shè)重點將轉(zhuǎn)入應(yīng)用階段。
從高分一號到高分七號，“高分家族”的規(guī)模不斷壯大，本領(lǐng)也越來越強。目前，我國已成功發(fā)射高分一號高分寬幅、高分二號亞米全色、高分三號1米雷達、高分四號同步凝視、高分五號高光譜觀測、高分六號陸地應(yīng)急監(jiān)測、高分七號亞米立體測繪等7顆民用高分衛(wèi)星。
“高分家族”不僅構(gòu)建起我國自主高分辨率對地觀測系統(tǒng)，在應(yīng)用上也遍及國土測繪、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域。太空中的“天眼”，正發(fā)揮著越來越重要的作用。
全面提升現(xiàn)代化管理手段，高分?jǐn)?shù)據(jù)已在20個行業(yè)、31個區(qū)域得到廣泛應(yīng)用
進入2019年12月，又一個防火季來臨。云南省昆明市?？诹謭隼罴掖笊讲t望塔的護林員陳華聽到一個好消息：今后的夜間值班，他再也不用每隔一小時就上塔觀測一次。“聽說天上有顆衛(wèi)星替咱守著，晚上終于能睡個安穩(wěn)覺了。”
接替陳華上“夜班”的衛(wèi)星就是高分衛(wèi)星。云南省軍民融合發(fā)展研究院空間信息中心主任李雁介紹，高分衛(wèi)星實時傳回的三維立體影像數(shù)據(jù)，為林場的日常工作提供了科學(xué)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支撐。“高分衛(wèi)星圖像標(biāo)有經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)，配合瞭望塔安裝的監(jiān)控設(shè)備，如果有火情，我們可以在衛(wèi)星圖像上第一時間精確定位著火點，比過去人工報點更快、更準(zhǔn)。”?？诹謭鰣鲩L陳金龍說。
在昆明市林業(yè)和草原局信息中心主任張武看來，高分衛(wèi)星給林業(yè)管理帶來的最大改變，是現(xiàn)代化管理手段的提升。“林業(yè)管護、森林防火等不再依靠傳統(tǒng)的人海戰(zhàn)術(shù)了，林業(yè)管理能力變強了，森林資源調(diào)查更高效，甚至林業(yè)執(zhí)法水平也大大提升。”
“多虧了高分衛(wèi)星，草原確權(quán)才能進行得這么順利!”在四川省甘孜藏族自治州色達縣塔子鄉(xiāng)，遼闊的草原一望無垠，遠處的雪山巍峨聳立。
甘孜州草原工作站副站長馬濤站在草場邊，掏出平板電腦，用手指在高分衛(wèi)星遙感應(yīng)用軟件中簡單標(biāo)注三個坐標(biāo)點，衛(wèi)星應(yīng)用軟件便會自動測算出這片草場的位置、面積等信息。
馬濤回憶說，上世紀(jì)80年代州里也搞過一次草場面積測量，塔子鄉(xiāng)的草原面積有480平方公里，高原草場地形起伏，每一道山梁都得騎馬上去確認(rèn)坐標(biāo)點。
2015年，塔子鄉(xiāng)開展草原確權(quán)登記試點工作，要求精確到經(jīng)緯度，工作量比之前更大了，但有了高分衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，各家的草場面積很快就確定了，牧民們都很認(rèn)可。
高分專項四川數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心主任汪士中表示，四川省超過一半面積為高原山地，地域遼闊。高分衛(wèi)星能夠提供準(zhǔn)確及時的遙感測繪等相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)，為政府科學(xué)管理、評估和決策提供有效的支撐。
國防科工局高分專項工程總師童旭東介紹，高分專項實施9年來，我國低軌遙感衛(wèi)星分辨率由最高2.1米提高到0.65米，靜止軌道遙感衛(wèi)星分辨率由千米級提高到50米，重點突破了一系列技術(shù)瓶頸，推動我國遙感衛(wèi)星技術(shù)跨上新的臺階。
童旭東說，在數(shù)據(jù)的應(yīng)用上，高分專項數(shù)據(jù)已替代了接近80%的國內(nèi)進口衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。高分專項實施前，僅有國土、林業(yè)、測繪等8個行業(yè)和少數(shù)區(qū)域開展遙感衛(wèi)星應(yīng)用，現(xiàn)在高分專項數(shù)據(jù)已在20個行業(yè)、31個區(qū)域得到廣泛應(yīng)用，成為國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化的重要信息技術(shù)支撐。
從防災(zāi)減災(zāi)到高原湖泊水質(zhì)改善，高分應(yīng)用與百姓生活密切相關(guān)
在很多人看來，高分衛(wèi)星是名副其實的“高科技”。在天上運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星跟普通百姓的生活有什么關(guān)系?
“高分工程不僅是國家重大科技專項，它還是一項民生工程，比如說在生態(tài)保護、應(yīng)急救災(zāi)、農(nóng)業(yè)、水利等方面的應(yīng)用，都和百姓生活密切相關(guān)。”國防科工局高分專項工程副總師趙文波說。
以高分七號為例，大到“一帶一路”重點項目規(guī)劃、雄安新區(qū)的建設(shè)、冬奧會場館的選址，小到住宅小區(qū)、學(xué)校、公園的選址布局，都需要大量高精度測繪數(shù)據(jù)作為決策依據(jù)，而這都有賴于高分七號提供的1:10000比例尺測繪數(shù)據(jù)產(chǎn)品。“就拿手機上使用的導(dǎo)航地圖來說，高分七號將大幅提升我國地圖的精度，以后大家出行導(dǎo)航就會更精準(zhǔn)。”中國航天科技集團有限公司中國空間技術(shù)研究院高分七號衛(wèi)星總設(shè)計師曹海翊介紹。
冬日的洱海，湖光山色令游客流連忘返。但在幾年前，云南的滇池、洱海等湖泊由于水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，大量藻類匯集，藍藻水華暴發(fā)的現(xiàn)象時有發(fā)生。高分衛(wèi)星的出現(xiàn)，為政府和科研人員治理高原湖泊藍藻水華問題提供了極大便利。
“洱海面積256平方公里，如果全靠人工取樣，要花一整天的時間。”上海交通大學(xué)洱海研究團隊研究員張震宇告訴記者，2015年，洱海治理引入高分衛(wèi)星，藍藻水華在洱海全湖的分布情況盡入眼簾。同時，這些影像數(shù)據(jù)也為政府清除侵占洱海灘涂的行為提供了執(zhí)法依據(jù)。
近年來，借助高分衛(wèi)星，以滇池和洱海為代表的云南九大高原湖泊的水質(zhì)治理有了較大改善。2018年、2019年連續(xù)兩年洱海全湖水質(zhì)實現(xiàn)7個月Ⅱ類、5個月Ⅲ類，未發(fā)生規(guī)?；{藻水華，主要水質(zhì)指標(biāo)變化趨勢總體向好。
“作為地質(zhì)災(zāi)害的高發(fā)區(qū)，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)在四川的應(yīng)用，大大提高了防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的能力。”四川省安全科學(xué)技術(shù)研究院黨委書記施富強把高分衛(wèi)星比作“千里眼”，能對滑坡、泥石流等重大地質(zhì)災(zāi)害的潛在隱患進行早期識別和監(jiān)測預(yù)警;災(zāi)害發(fā)生后，通過災(zāi)前、災(zāi)后高分衛(wèi)星的影像對比，又可以直觀展示災(zāi)害發(fā)生位置和災(zāi)區(qū)建筑物坍塌損毀情況，為應(yīng)急救援決策提供有效的數(shù)據(jù)支撐。
事實上，除了應(yīng)用于傳統(tǒng)的國土、測繪、環(huán)保等行業(yè)，高分專項的成果還大量應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)、智能交通、智慧城市等新模式和新業(yè)態(tài)。
“高分+”賦能各行各業(yè)，推動衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
未來，高分專項的重點將轉(zhuǎn)向應(yīng)用階段。“目前高分專項的成果廣泛覆蓋空間觀測、地理測繪、海洋氣候等多個領(lǐng)域，高分衛(wèi)星的數(shù)據(jù)可以應(yīng)用于各行各業(yè)，只有讓這些數(shù)據(jù)真正落地，高分專項才能發(fā)揮最大的效用。”趙文波表示。
走進甘孜藏族自治州的應(yīng)急指揮中心，記者看到電子屏幕的立體地圖上，重點標(biāo)出了地質(zhì)隱患點、非煤礦山、?；髽I(yè)、尾礦庫等風(fēng)險隱患點。甘孜州防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)急管理局副局長喜江鵬介紹，這套系統(tǒng)依托高分專項四川數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心提供的高分影像數(shù)據(jù)，再委托技術(shù)公司進行了個性化開發(fā)，將應(yīng)急指揮、調(diào)度、應(yīng)急處置、輔助決策、監(jiān)測預(yù)警結(jié)合起來，大大提升了基層的應(yīng)急指揮能力。“如果沒有我們自己的高分?jǐn)?shù)據(jù)，就要多花好多經(jīng)費購買國外衛(wèi)星的數(shù)據(jù)。但僅有了數(shù)據(jù)還不夠，必須要有技術(shù)公司進行二次開發(fā)，才能真正應(yīng)用起來。”
汪士中建議，高分?jǐn)?shù)據(jù)的開發(fā)應(yīng)用需要更多的專業(yè)技術(shù)人才及團隊，既要鼓勵、支持更多的企業(yè)進入高分應(yīng)用領(lǐng)域，也要為他們獲取數(shù)據(jù)提供更為便利的條件。同時對已經(jīng)開發(fā)出的一些具有行業(yè)、區(qū)域性的共性產(chǎn)品，在推廣應(yīng)用上也要打破部門、地域的界限，加強高分應(yīng)用技術(shù)和產(chǎn)品共享，避免重復(fù)開發(fā)造成資源浪費。
記者在采訪中也了解到，一些用戶單位對高分?jǐn)?shù)據(jù)獲取的便捷性、時效性提出了新期待，希望數(shù)據(jù)獲取的渠道更暢通，數(shù)據(jù)更新能更快。趙文波對此表示，今后將著力促進高分?jǐn)?shù)據(jù)共享機制早日形成。
據(jù)了解，為了讓高分?jǐn)?shù)據(jù)更好地落地應(yīng)用，國家航天局于2016年創(chuàng)建了高分專項應(yīng)用綜合信息服務(wù)共享平臺，為雙創(chuàng)團隊尤其是從事高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的團隊提供軟件和數(shù)據(jù)支持，降低他們獲取高分?jǐn)?shù)據(jù)資源的門檻和成本。同時，還采取了搭平臺、定標(biāo)準(zhǔn)、建體系、促聯(lián)盟等措施，進行空間信息全產(chǎn)業(yè)鏈布局，將“高分+”賦能各行各業(yè)。通過將高分科研項目工程化、產(chǎn)品化，拉長高分產(chǎn)業(yè)鏈條，服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的方方面面，目前已形成各類專題產(chǎn)品400多個。我國也設(shè)立了以高分專項成果為基礎(chǔ)的衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)基金，有力促進了衛(wèi)星遙感的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
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