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建国60周年记事 中国向对地观测遥感强国迈进

可以说,中国在遥感应用,在对地观测应用上,中国不亚于世界上任何一个国家,可以说我们的面大,量广,应用的部门多,这种应用,上至国家领导人,下至一般老百姓。

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  人物简介

  童庆禧,中国科学院院士,国际欧亚科学院院士,中国科学院遥感应用研究所前所长。

  领域介绍

  遥感是以航空摄影技术为基础,在20世纪60年代初发展起来的一门新兴技术。开始为航空遥感,自1972年美国发射了第一颗陆地卫星后,这就标志着航天遥感时代的开始。经过几十年的迅速发展,目前遥感技术已广泛应用于资源环境、水文、气象,地质地理等领域,成为一门实用的,先进的空间探测技术。

  核心提示

  中国遥感技术起步较晚,整体上与美国等发达国家还存在一定差距,但在航空遥感应用特别是对地感测遥感方面,中国的水平不比任何国家差。

  遥感技术有着广泛的用途。在汶川大地震期间,遥感技术曾为抗震救灾做出过贡献。

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  遥感,遥远的感知

  主持人:首先请您介绍一下什么是遥感?

  童庆禧:遥感对大家来讲并不陌生,实际上我们每个人一定程度上都在使用遥感。比如说很多人都有数码相机,我们用数码相机照相,这就是一个遥感的过程。

  我们经常讲不知庐山真面目,只缘身在此山中,就是说我们在这个地方,却不了解它周围的情况。19世纪中叶,人们想了解地面的情况,于是有人就想:我们能不能更远一点的看它?

  利用风筝、鸽子、鸟,把照相机带到空中拍摄,就形成了最初的人类对地球的“鸟瞰图”。

  大家注意“鸟瞰”这个词,我们经常看到某个书上登了一幅照片,说那是“鸟瞰图”,实际上就是从 “鸟”的角度来说的。鸟在天空飞,它看到的地球表面是什么样子?

  19世纪中叶的时候,人们就想脱离地球的地面来看地球,但是什么时候才能有这个条件呢?

  飞机的发明,实现了这个梦想。第一次世界大战期间,交战双方开始把一些照相机放在飞机上,从空中侦查对方的情况。因此,遥感最早的发展,是军事需求推动的。

  随着时间的推移,人们反侦查的手段也多了起来。在这种侦查与反侦察的较量中,遥感技术不断获得发展。

  查清家底,遥感派上用场

  主持人:遥感技术主要用在哪些方面?

  童庆禧:遥感技术现在最重要的用途是资源环境的探测和监测。比如说我们要了解我们国土960万平方公里的陆地和300、400万平方公里的海域到底有什么、宏观上到底是一个什么状况、资源是怎么分布的、环境是个什么状况,就可以用遥感技术来实现。

  举例说,要搞清楚我们到底有多少耕地,有多少耕地还可以耕种,这个调查用的基本上全是遥感。

  主持人:是不是可以这么理解,遥感技术可以为国家领导人提供决策依据?

  童庆禧:就是这样。而且提供从科学的角度,从客观的角度提供这种依据。有些中央领导人认为,通过遥感调查可以更加客观、更科学的了解我们国家的一些资源情况。

  当然我们强调遥感技术,它必须有合理有关的专业技术,必须和地面的观测结合起来。你再说的精确,但是你最终如果不和专业结合起来,不和地面的实际情况结合起来,那它本身也就是空中楼阁。

  在汶川大地震中发挥作用

  主持人:四川汶川大地震发生以后,遥感技术发挥过作用吗?

  童庆禧:可以说,当时全国的遥感科技人员在在忙活这件事。为抗震救灾提供科学依据是最重要的事。遥感技术可以在这些方面起到作用:

  第一,分析宏观的地震发生的形式,这样我们可以从卫星的影像讲。很多东西是经常我们在地面不识庐山真面目,你要在地面搞清楚一条断裂带,有的时候谈何容易,需要做几年甚至更长时间的工作。但是往往你在遥感的影像上就比较容易发现这种宏观的追踪能看出它的地质构造。

  第二,为我们抗震救灾的行动提供准确的、及时的科学依据。但是现在看来我们这一点没有很好的做到,因为我们现在的技术还达不到。比如说其中有一个例子,就是温总理到了前线去,实际上我们当时以为很快24小时或者是更多一点的时间就能打通通往汶川的道路,但是实际上不了解,没有准确的信息了解这条道路上的滑坡有多大,有多长。

  当时我们没有足够的遥感技术探测,为什么呢?地震发生以后,国家安排和部署了很多卫星来进行检测,中国科学院、国土资源部、国家地震局都想了很多办法,但是由于现在我们国内的卫星主要的还是光学卫星,有云它就透不过,所以就很难了解到灾区不的情况。

  遥感技术在抗震救灾过程中起到非常重要的作用,但是应该说,它本还可以起到更大的作用。

  我们可以反过来讲,现在我们的遥感技术手段还远远没有那么多实力对我们国家的资源、环境特别是灾害进行监测、探测,别说预测、预报和预警,所以我们还有很长的路要走。

  我们现在很多东西技术还做不到,还没有完全做到,所以从整体上来讲,我们现在技术还需要提高,系统还需要进一步完善,特别是我们将来在很多方面比如说我们一个卫星它沿着一面轨道,它的轨道它是固定的,飞机可以来回变,但是飞机看的范围比较小,这样卫星和飞机结合起来,可以说是这样,应急反应能力和技术的提高和我们系统的构建现在看来还需要做大量的工作,国家的有关部门今后肯定会下更大的力气来支持我们这方面的发展。

  对地观测应用技术不亚于别国

  主持人:目前我们的遥感技术跟世界先进国家比较,大概是处于一个什么样的水平?

  童庆禧:应该说在我们国家有些方面还是有特色的,比如说在航空遥感的系统发展上,我们也不差,有很多我们的系统,可以说国际上有的,我们也都有。

  但是我们也看到,毕竟我们发展得比较晚,毕竟我们国家整体原来的实力和国力我们还有一定的差距,所以在技术方面,我们在一定程度上我们还有一定的差距。

  但是可以说,中国在遥感应用,在对地观测应用上,中国不亚于世界上任何一个国家,可以说我们的面大,量广,应用的部门多,这种应用,上至国家领导人,下至一般老百姓。

  可以有这么一种结论性的意见:现在我们是一个遥感包括对地观测的大国,但是我们还要一步一步的迈向对地观测遥感的强国,这个看来还需要一段时间。

  中国需进一步提高遥感探测能力

  主持人:您对遥感技术的未来的发展趋势有什么看法和想法?

  童庆禧:不能说所有的国家,至少是有一些具有强烈需求并且具有很强的技术发展潜力的国家,现在都在非常关注遥感技术的发展,特别是对地球观测的发展。

  现在地球面临着许多严重的问题,人类面对着严峻的挑战,其中有一个很重要的问题是全球变暖。实际上,现在很多灾害都跟全球变暖有关系,比如说过去的南方雪灾、冰雪融化、水资源匮缺等等。

  全球变暖的问题,相当于地球在发烧,如何去诊断、去探测,就有待于我们提高技术水平,而遥感是其中非常重要的一个技术手段。

  在技术上,全球有待于提高,对中国来讲更是有这样。遥感技术可能随着时间的推移而发展得更好,会看得更细,会看得更精。另外人们的眼界也要拓宽,不能所有的人都盯在这个地球上,应该分出一部分力量看看外星球,看看升空探测,首先看看我们的月球,再进一步看看火星、水星、金星、木星、土星,再进一步看看再远的地方,甚至于迎合其他的星系。

  在探寻地外文明方面,遥感也在继续不断的努力。国外在这方面已经取得了很好的成果。我们国家也在不断的前进,比如说我们的嫦娥卫星包括一些和国外联合的一些火星探测计划等等,包括外航的一些探测,我们现在也在不断的努力。

  随着国家的发展,对科学技术的重视和对科学技术的投入,我们的技术相应的也在不断的一步步向前发展。再过若干时间,我们的探测能力、预测能力和我们的辅助决策的支持能力会更强。

  补充阅读

  遥感技术主要特点

  1.可获取大范围数据资料。遥感用航摄飞机飞行高度为10km左右,陆地卫星的卫星轨道高度达910km左右,从而,可及时获取大范围的信息。例如,一张陆地卫星图像,其覆盖面积可达3万多km2。这种展示宏观景象的图像,对地球资源和环境分析极为重要。

  2.获取信息的速度快,周期短。由于卫星围绕地球运转,从而能及时获取所经地区的各种自然现象的最新资料,以便更新原有资料,或根据新旧资料变化进行动态监测,这是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。例如,陆地卫星4、5,每16天可覆盖地球一遍,NOAA气象卫星每天能收到两次图像。Meteosat每30分钟获得同一地区的图像。

  3.获取信息受条件限制少。在地球上有很多地方,自然条件极为恶劣,人类难以到达,如沙漠、沼泽、高山峻岭等。采用不受地面条件限制的遥感技术,特别是航天遥感可方便及时地获取各种宝贵资料。

  4.获取信息的手段多,信息量大。根据不同的任务,遥感技术可选用不同波段和遥感仪器来获取信息。例如可采用可见光探测物体,也可采用紫外线,红外线和微波探测物体。利用不同波段对物体不同的穿透性,还可获取地物内部信息。例如,地面深层、水的下层,冰层下的水体,沙漠下面的地物特性等,微波波段还可以全天候的工作。

  遥感技术所获取信息量极大,其处理手段是人力难以胜任的。例如Landsat卫星的TM图像,一幅覆盖185km×185km地面面积,象元空间分辨率为30m,象元光谱分辨率为28位的图,其数据量约为6000×6000=36Mb。若将6个波段全部送入计算机,其数据量为:36Mb×6=216Mb。为了提高对这样庞大数据的处理速度,遥感数字图像技术随之得以迅速发展。

  目前,遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、气象、水文、军事、环保等领域。在未来的十年中,预计遥感技术将步入一个能快速,及时提供多种对地观测数据的新阶段。遥感图像的空间分辨率,光谱分辨率和时间分辨率都会有极大的提高。其应用领域随着空间技术发展,尤其是地理信息系统和全球定位系统技术的发展及相互渗透,将会越来越广泛。
 

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