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俯观九州 遥瞰四海

2021-07-28 09:52:02    来源: 中国自然资源报    作者:杨旋

发展卫星遥感事业,提高对地观测能力,对于幅员辽阔、资源丰富、自然灾害频繁的中国来说,有着十分重要的意义。1987年,“两弹一星功勋奖章”获得者王大珩院士等老一辈科学家,向党中央、国务院提出“尽快发展我国海洋卫星技术”的建议,自此,在中国共产党的坚强领导下,一代又一代自然资源人在卫星遥感及应用事业上接续披荆斩棘、砥砺前行。

1999年,第一颗陆地资源卫星资源一号01星(中巴地球资源卫星)发射成功;2002年,第一颗海洋卫星海洋一号A卫星发射成功……多年来,浩瀚苍穹见证了我国自然资源卫星遥感事业从无到有、从弱到强的不平凡历程。先进的卫星观测水平,稳定可靠的业务化运行保障能力,越来越广泛深入的数据产品应用,卫星遥感正逐渐成为支撑自然资源调查监测、基础测绘、执法督察等主体业务的科技主力军。纵观这段历史,每一步都饱含着自然资源人和航天人的心血与汗水,闪耀着坚韧不拔、自强不息的奋斗精神。

从无到有,海洋卫星闪耀苍穹

2002年5月15日,我国第一颗海洋卫星——海洋一号A卫星搭乘长征四号乙运载火箭升空,并成功到达离地球798公里的预定轨道。太原卫星发射现场和远在北京的国家卫星海洋应用中心一片沸腾,很多人流下了激动的泪水。

1978年,美国发射了第一颗海洋卫星,苏联、日本、加拿大等国也相继发射了自己的海洋卫星。发达国家竞相发展海洋卫星事业,这让不甘落后的中国人有了强烈的紧迫感。改革开放之后,随着我国海洋科技事业和航天事业的蓬勃发展,拥有自己的海洋卫星成为国人的憧憬。

1987年年初,“两弹一星功勋奖章”获得者、国际宇航科学院院士王大珩,我国著名物理海洋学家、中科院院士毛汉礼,“两弹一星”元勋、中科院院士任新民等26位具有远见卓识的老一辈科学家,联名向党中央、国务院写信,提出“尽快发展我国海洋卫星技术”的建议。随后,原国家海洋局与航天工业部组织了海洋卫星的工程论证,我国海洋卫星事业的大幕由此拉开。

从一穷二白时艰难起步,不少关键技术需要自主攻关。当时虽然财力和研制条件十分有限,但在党中央的关怀下,各有关部门坚持潜心研究,只待时机到来。直到1997年,国防科工委正式批复“海洋水色卫星立项研制”。海洋一号A卫星研制工作全面启动。同时,北京、三亚等卫星地面接收和应用系统也开始火热建设。

2002年,海洋一号A卫星成功发射,结束了我国没有海洋卫星的历史。迄今,我国已经发射了10颗海洋卫星,包括4颗海洋一号系列卫星(海洋水色卫星),4颗海洋二号系列卫星(海洋动力环境卫星),1颗谱写了共商、共建、共享新篇章的中法海洋卫星。此外,我国第一颗分辨率1米的合成孔径雷达(SAR)卫星高分三号,以海洋业务为主、兼顾陆地,实现了陆海统筹多参数全天候监测。

按照国家空间基础实施规划,海洋一号C、D两颗卫星组成我国首个海洋业务卫星星座,进行上、下午组网观测,实现全球海洋水色环境和中国海岸带、南北极海冰等业务化监测;海洋二号B、C、D三颗卫星组网,实现海洋动力环境业务化监测。通过多星组网运行与协同观测,系列化的海洋卫星观测体系基本建成。

卫星地面站建设也取得了显著成绩,北京、海南(三亚、陵水)、牡丹江、杭州已经建成卫星地面接收站,雪龙船上装载着接收系统,能够实时接收海洋卫星数据,实现了星地一体化业务化运行管理。

从弱到强,陆地卫星群星璀璨

1999年,由我国和巴西共同投资、联合研制的资源一号01星(中巴地球资源卫星)发射成功,结束了我国没有陆地资源卫星的历史。

而我国首颗陆地业务卫星,则是资源一号02C卫星。2011年12月22日,太原卫星发射中心,长征四号乙运载火箭将我国陆地资源卫星第一颗业务卫星——资源一号02C卫星送入太空,开创了我国陆地遥感卫星业务化应用的先河。

业内专家认为,资源一号02C卫星是我国民用卫星发展史上的重要里程碑。首先,原国土资源部既是卫星的法人也是主用户,这是为其“量身定制”的第一颗业务卫星,将广泛应用于国土资源调查与监测,一套新的工作机制也由此建立。

更重要的是,这颗卫星实现了我国遥感卫星技术上的突破创新,搭载了两台2.36米高分辨率相机。这在当时的我国民用卫星中是分辨率最高的。不仅如此,两台相机并用,照相幅宽比原来宽了一倍,观测面积更大了。另外,卫星搭载的一台全色/多光谱相机,精度从10米/20米提升到5米/10米,卫星图片质量更高了。

随后,我国陆地资源遥感卫星迎来发展高峰期——

2012年1月9日,第一颗民用高分辨率光学传输型立体测图卫星资源三号01星发射成功,标志着我国立体测绘应用进入航天时代;2014年8月19日,高分二号发射成功,国产卫星进入亚米时代;2018年3月31日,我国以一箭三星的方式,将3颗2米/8米光学卫星送上太空,这是我国自主建造并成功组网运行的首个民用高分辨率业务卫星星座;2019年11月3日,我国首颗亚米级立体测绘卫星高分七号发射成功,实现了光学航天立体测绘从1∶5万到1∶1万的跨越;2020年7月25日,资源三号03星发射成功,与在轨的资源三号01星、02星首次实现三星组网。

截至目前,我国自然资源陆地卫星已拥有光学、高光谱、激光等多种类型,卫星观测能力达到国际先进水平。

强化应用,用科技守护自然资源

从胶片相机到CCD相机,再到红外照相机、多光谱扫描仪、紫外成像仪、雷达高度计、合成孔径雷达等先进的遥感器,20世纪90年代至今,我国自然资源遥感卫星上装载的遥感器不断更新。特别是党的十八大以来,通过空基规划、高分专项的全面实施,我国自然资源陆地卫星遥感技术突飞猛进,卫星遥感监测的空间分辨率越来越高,覆盖频次越来越多,时效性越来越强,覆盖范围越来越广,各项观测指标大幅提升。

每当卫星遥感迎来一次技术飞跃,其应用水平就会随之提升到更高层次,卫星数据产品应用的广度、深度不断得到拓展。通过对卫星遥感监测影像、数据产品的深加工,业务化应用实现了从单一的数量监测到数量、质量、生态“三位一体”监测。

当今世界已进入立体观测时代,全天候、大范围、高动态、多尺度、长时序的对地球立体观测模式,深刻改变了人类认知地球、利用地球和保护地球的方式,遥感地理信息成为助力全球可持续发展的重要科技路径。

进入新时代,以生态优先、绿色发展为导向的高质量发展,需要更多科技手段的支撑。聚焦履行好“两统一”职责,在自然资源调查监测、开发利用、空间规划、用途管制、生态修复、国土测绘、地理信息、海域海岛、执法督察等主责主业中,卫星遥感技术已逐渐成为重要的科技力量。第一时间发现违法违规用地,监测江河湖海水质生态变化,精细感知土地空间格局演替,及时调查海岛海岸带变化动态,识别滑坡、泥石流等地质灾害隐患,跟踪监测浒苔、赤潮、溢油、海冰灾害,为雪龙船在极地安全航行提供海冰、风场信息……自然资源事业的方方面面,都离不开卫星遥感技术的支撑和保障,卫星遥感应用也成为推进自然资源系统治理体系和治理能力现代化的重要技术支撑。

如何答好“长江大保护”“黄河流域高质量发展”等时代赋予的答卷,实现经济社会发展与人口、资源、环境相协调?借助天上的颗颗卫星,从不同角度、以不同姿态、用不同手段,监测山水林田湖草沙冰多要素分布特征与时空动态变化,从而科学、有效、系统地治理好、守护好、利用好自然资源,提供更多更优质的生态产品,为海洋强国战略、生态文明建设、人类命运共同体构建提供基础数据服务。

过去花大钱买国外的卫星数据,如今摆脱依赖、自力更生,国有遥感卫星的应用让国人扬眉吐气。据了解,2019年共接收国产陆地卫星遥感数据2866TB、海洋卫星数据1866TB,具备了对我国陆地国土2米级分辨率季度有效覆盖的观测能力,不仅极大满足了自然资源主责主业的需求,还在服务“一带一路”倡议、雄安新区规划建设等方面发挥着重要作用,也为农业农村、水利、应急管理、生态环境、交通运输等部门提供了重要的数据、信息和技术支撑。

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