高分应用:成果“从天而降”

Space Exploration - - 【高分工程专题】| 太空探索 - 文/ 赵志远

能否想象,农民可以快速提取多种农作物信息,掌握种植情况,及时指导调整作物种植;管理者足不出户就可以实现自然资源管理、旅游资源开发;工作人员也不必在恶劣环境下翻山越岭去进行生态保护、资源勘探……这一切都在成为现实,而这都得益于高分系列卫星。

建好重要、用好更重要,重视应用,是高分系列卫星最终成果的体现。那么,高分系列卫星如今的应用情况如何?

七个方面重点发力

高分工程作为国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006~2020 年 ) 的 16个重大科技专项之一,它采用“天、空、地”一体化的先进设计理念,大幅提升了卫星单机产品自主国产化率和整星设计寿命,统筹建设地面系统、应用系统,并与我国的其他遥感卫星紧密结合,基本实现了高低轨道搭配、光学和SAR结合、详查和普查并行的“天网”布局。

目前,高分卫星初步建成了高空间 分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的自主可控对地观测“天眼”工程,具备了全天候、全天时、全球的对地观测能力,大幅提高了国产高分辨率遥感数据的自给率,极大地促进了我国空间信息产业的快速发展。

该工程自2010年批准实施以来,中国已经陆续发射了一系列卫星,在浩瀚天际组建了中国的“高分家族”,被称为“天眼工程”。

高分辨率对地观测系统工程由天基、临近空间、航空、数据中心和应用

五大系统构成,满足国家经济建设、社会发展和国防建设的战略需求。目前,高分专项已完成全部7型卫星工程的立项,“高分一号”至“高分六号”已成功发射,地面系统建设与天基系统实施进度匹配,满足现阶段任务需求,应用系统基本形成。

为了进行应用推广,高分工程在七个方面超前部署,重点发力。一是编制《高分专项应用推广总体方案》,全产业链布局,按照“十大要素”,即国家治理、地方发展、国际合作、技术体系、产业体系、数据政策、标准规范、共享平台、产业联盟、众创空间等,创新部署和安排高分卫星应用的顶层架构。

二是以制约应用产业发展问题为导向,加强卫星数据政策、地面系统运行管理、卫星应急数据获取工作机制和流程等政策制定和机制建设。

三是以“走出去”为引领,首次实现跨行业强强联合起草凝炼急需的首批数据应用标准。

四是创建“高分应用综合信息服务共享平台”,强化“地网”建设,逐步实现各行业各地方、各骨干企事业应用成果的互联互通、资源共享,破解高分卫星应用的管理和技术瓶颈。

五是布局应用体系,设立30个省级高分数据应用中心,全面部署省域产业化应用,形成可持续发展的产业化模式,指导省级中心“五大能力”建设,服务国家战略和地方经济发展。

六是发布《高分辨率对地观测系统重大专项数据应用推广指导意见》,引导相关部门及区域大力发展高分卫星应用,扩大高分卫星应用领域,拓展应用效能,切实为治理体系和治理能力现代化提供科技支撑。

七是策划编制《中国高分卫星应用国家报告》,总结凝炼高分应用能力水平和服务领域,促进高分应用成果集成共享,引领新的发展模式和应用模式。

目前,高分专项已累计分发数据1000余万景,广泛应用于20个行业、30 个省、1800多家单位,为国家治理体系和治理能力现代化、区域经济发展等提供了有力的空间信息支撑。

如今,高分卫星和其他国产卫星结合替代国外卫星数据,已使中国卫星数据自给率达80%。同时,高分专项已成为我国民用航天国际合作的重要抓手和支撑。

纵观全球,服务一带一路

从没有能力到能够使用,从应用落地到拓展应用市场,如何将高分卫星的成果从天上落实到地面,从中国走向国际,一直是高分系列牵挂人心的大课题。在这种思路牵引下,高分卫星取得了一系列应用成果。

2017年,高分辨率对地观测系统数据与应用分中心(简称“高分地方中心”)先后在湖北、上海、重庆揭牌。高分分中心的建设成立是军民融合、空间信息产业发展中的一大重要突破。

这些中心将着力打通高分卫星数据在

各地的分发途径,实现高分卫星数据本地

化快速服务,提升遥感技术在本地灾害监测、城市规划、资源开发、地质测绘、农业生产等方面的应用

水平。高分中心在多地落户,将进一步促进我国卫星应用产业发展,完善卫星应用基础设施,为城市发展注入新动力,为智慧城市建设添砖加瓦。

同年,中国国家航天局对地观测与数 据中心组织协调高分二号卫星,支持中国长城工业集团有限公司负责建设的委内瑞拉航天局巴马里卫星数据地面接收站,成功完成高分二号卫星数据有效接收测试。

此次测试任务是践行“一带一路”发展战略、落实中委两国航天局2013年9月在双方国家领导人见证下签署的《关于遥感卫星数据交换及应用合作协定》的重要举措,为我国高分辨率对地观测系统重大专项在委内瑞拉乃至南美地区“落地”、为支持我国航天产业“走出去”和促进中委两国加强遥感数据及其应用合作等奠定了坚实基础。

今年,在民用高分北极站系统终验评审会上,中国航天科技集团有限公司五院航天恒星公司民用高分北极站项目顺利通过评审。该站是我国第一个海外建设的陆地卫星接收站。建设完成后,可利用北极特殊的地理优势,增加卫星接收弧段,提高对卫星的使用效能。

此外,北极站还具备远程监控、无人值守、故障诊断能力,数据接收、记录、回传,全流程自动化执行。民用高分北

极站建成,将极大提高用户全球数据获取能力,为后续“十三五”海外大规模建站奠定坚实基础。

“慧眼”神州共建绿水青山

高分系列卫星除了服务经济社会发展,其卫星的应用已遍布海洋、减灾、水利、气象等多个领域。我国作为世界上自然灾害最严重的国家之一,灾害种类多、分布地域广、发生频率高、造成损失重。

卫星遥感技术在自然灾害预测预报、监测预警、风险评估、决策指挥、应急救援、恢复重建等环节能发挥巨大作用。因此,高分系列卫星在满足日常观测需求基础上,积极发挥在轨卫星最大效能,为我国及国际提供了自然灾害、重大事故的应急观测和数据服务。

2016 年8月,我国利用高分四号卫星制作的台风妮妲观测高清云图,精确评估了台风影响区域,极大地减少了 防灾减灾成本。2017年,高分专项系列卫星再次出手,对第13号台风“天鸽”和第14号台风“帕卡”成功进行了监测。

2017 年 7月,四川九寨沟突发7级大地震,中国资源卫星应用中心在获取相关灾情信息后,立即启动重大自然灾害应急响应机制,紧急调度多颗陆地观测卫星对灾区进行成像。

除台风、地震这样的重大灾害,高分系列卫星还能够对水体污染进行检测。2017 年5月,太湖蓝藻暴发,中国资源卫星应用中心应环保部应急监测申请,紧急调度高分四号卫星,连续多日监测不同时间段的太湖蓝藻水华变化情况,同时利用高分卫星进行精细观测,为太湖水质监测和管理提供技术依据。

大气污染也难逃高分慧眼,高分系列卫星遥感检测如今不仅在“特殊时期”发挥作用,已经成为全国环境监测的“常规军”,在秸秆焚烧、沙尘预警预测、颗粒物监测、雾霾监测方面都发挥了积极作用。

目前,已有省份将卫星遥感监测与地面监测相配合,形成了立体化的环境监测网络。满足多种环境监测需求,实现污染物趋势判断。不仅如此,高分系列卫星还可以实现对雾霾形成前体物的检测,同时利用卫星遥感技术监测灰霾。

另外,公安部门借助高分系列“慧眼”也取得了一系列重大突破,相继“发现通向朝鲜和中亚的数十条非法越境通道” “发现海上走私油库”等。

今年5年9日,高分五号卫星发射成功,它进一步满足了我国对形成“空天地一体化”监测系统,满足环境综合监测等方面的迫切需求。

除此之外,高分五号还可有效探测港口/船舶大气污染等;可高精度监测叶绿素、浮游生物、溶解的有机质以及各种悬浮物、水生植物等;可高精度识别地物类型、土壤水分、蒸散、生物多样性、自然保护区、土地利用类型等监测,为我国太空“慧眼”再添新能。★

高分卫星可辅助进行森林资源调查

自然环境保护需要高分卫星助力

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