中国在遥感技术方面取得了哪些重大成就?
1957年第一颗人造地球卫星的发射标志着太空时代的开始。从此,人类开始重新认识自己赖以生存的地球。空间信息技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴科学技术。遥感技术,包括地理信息系统和全球定位系统,是对地观测的重要手段。中国遥感技术起步于20世纪70年代,经过十几年的努力,发展到目前的实用化和国际化阶段,体现为服务于国家经济建设的实用能力和全方位开展国际合作的国际化能力。
*为国民经济的可持续发展提供科学的决策依据。
目前,中国的经济发展和人口增长对国家资源和环境的影响超过了历史上任何时期。土地资源的动态监测是我国政府一直重视的问题。中国国土面积大,土地资源种类多,遥感技术在土地资源动态监测中具有相当大的优势和潜在市场。例如,在1980 ~ 1985期间,我国利用Landsat MSS数据进行了全国范围的土地资源调查,并制作了1: 50万比例尺的地图,从宏观上反映了我国土地资源的基本情况;1984年,国家国土局开始在全国范围内进行土地资源详查,采用航空像片和实地地面调查相结合的方法,比例尺为农用地1 ∶ 1,林地和草地1 ∶ 5,西部地区航空像片和地面卫星数据相结合的比例尺为1 ∶ 650。但由于区域范围较大,项目实施历时10年,可见全国国土资源大调查的实施迫切需要高空间分辨率的卫星遥感影像。据估计,覆盖我国整个陆地面积需要600幅TM图像,而spot图像需要6000多幅。可见遥感技术在我国有着相当大的市场,尽快发射自己的资源卫星是我们非常迫切的任务。“八五”期间,中科院国家遥感宏观调查与动态研究组和农业部用3年时间,从1992到1995,完成了全国资源环境调查,建立了完整的资源环境数据库,与以往单一专题的全国资源环境调查相比,是一个很大的进步。在项目实施中,全部以90年代接收的最新Landsat TM影像为主要信息源,同时利用我国近年发射的多颗返回式资源调查卫星的高分辨率影像。大兴安岭、秦岭、横断山脉以东选取1 ∶ 25万的比例尺,该线以西采用1 ∶ 50万的比例尺进行遥感影像解译、制图和建库。因此,需要完成我国陆地部分近500幅国际标准图的调查、成图和数据分析工作。除了全国范围的国土资源大调查外,主要省市如北京、天津、浙江、陕西、内蒙古等许多省市自治区也开展了国土资源大调查。
此外,80年代后期的“三北”防护林综合遥感调查、黄土高原水土流失遥感调查以及遥感技术在西藏自治区土地利用现状调查中的应用,都是比较重要的遥感项目。但从国家经济建设的需要来看,国土资源大调查等大型工程项目应增加动态监测的能力,如我国东部地区的调查应每年进行一次,西部地区每五年进行一次。显然,我们面临的任务十分艰巨,遥感应用的市场十分广阔。
*具备动态监测和评估重大自然灾害的能力。
中国是一个自然灾害频繁而严重的国家,每年因灾害造成的损失高达数千亿元人民币。对重大灾害进行动态监测和灾情评估,减少自然灾害造成的损失,是遥感技术应用的一个重要领域。
“八五”期间,中国建立了重大自然灾害(洪涝、森林火灾、干旱、地震、雪灾等)遥感监测与评估系统。).针对洪涝灾害,采用包括具有全天候观测能力和应急响应能力的陆地卫星、气象卫星、机载合成孔径雷达遥感在内的多层次立体监测手段,不仅具有监测的宏观和动态观测能力,还能通过机-星-地实时传输系统将灾情图像实时传输到中央指挥部门。自1987以来,我国在永定河、黄河、长江、淮河开展了大规模的遥感防洪综合试验。特别是在福建闽江、广东西江、北江1994,鄱阳湖、洞庭湖、辽河1995的洪水监测评估工作中,洪水灾害初评估和精评估时间分别压缩到2天和2周。整个技术方法和工艺已达到实用水平。例如,在1991太湖流域洪涝灾害遥感监测中,多期使用了NOAA卫星影像、Landsat TM影像和侧视雷达影像,通过多期遥感信息的组合,获得了准确的灾情数据。
1987年5月,东北大兴安岭发生特大森林火灾。NOAA气象卫星图像是第一个发现火灾的。火灾期间,不断接收经过的气象卫星和陆地卫星图像,每天提供火区、火情变化、火头位置移动、新增火点、灭火措施效果等信息。在火灾后的1988和1989,还利用Landsat TM影像开展了火烧迹地恢复遥感调查,实现了森林火灾预警、灾害期间动态监测、灾后损失评估和后期生态恢复调查遥感动态观测,受到了国家领导的高度赞扬。
此外,我们还建立了气象卫星遥感数据与地面气象数据相结合的黄淮海平原干旱动态监测与评估系统,为农业管理和合理灌溉提供决策依据。
总之,我国自然灾害的数量和危害是惊人的,应用遥感技术减灾的效果是显著的,应用潜力也是巨大的。
*利用遥感技术估计作物产量和调查林业资源。
中国是一个农业大国,粮食问题是我国政府高度重视的问题。早在80年代中期,在国家经委的支持下,中国北方10省市冬小麦估产试验主要由中国气象局组织。这标志着气象卫星在非气象领域的工程化应用开始,也是我国首次开展大范围遥感估产。目前,气象卫星在农作物估产中的应用已经普及和深化,形成了一种业务化的手段,估产的对象也从冬小麦扩展到了玉米、水稻等其他作物。
“八五”期间,中国建立了粮食主产区主要农作物(小麦、水稻、玉米)估产信息系统。其中,大比例尺冬小麦遥感估产业务系统是遥感技术和地理信息系统技术相结合的产物。它将遥感估产的所有作业环节都集成到计算机系统操作中,使其具备整体数字化作业能力,并能输出各种估产结果。近三年(1992 ~ 1995)黄淮海地区冬小麦估产试验结果表明,作物大面积估产精度可达95%以上,大面积和省(区)均可达到规定的精度指标。随着系统运行年限的积累,产量估算的精度会逐步提高,运行成本会逐年降低。同时,针对国家迫切需要了解农业种植结构变化、计算种植面积、监测长势、建立产量模型的情况,对我国主要农作物进行了遥感估产,并在地理信息系统技术的支持下,形成了实用的农作物估产业务系统。此外,水稻、玉米等其他作物也在江南太湖平原和东北三江平原建立了估产信息系统,取得了良好的效果。
65438-0995年,国家遥感中心组织力量完成了《中国农业形势图集》,直观反映了中国农业发展的综合水平、粮棉油等方面的情况和变化,揭示了农业发展面临的问题,为中央和地方政府宏观决策提供了科学依据。这项工作得到了中央领导同志的肯定。
*地质和矿产资源遥感调查
中国矿产资源丰富,遥感技术的应用前景十分广阔。遥感技术在区域地质填图中的应用已经成熟,并取得了良好的效果。例如,在内蒙古、山东、江西、四川等省开展的32个1∶5万图幅地质填图项目中,遥感技术的使用不仅提高了工作效率和填图质量,而且节约了填图成本,每幅图的实际成本仅占常规方法所需成本的三分之二;在承德地区利用TM影像进行的1 ∶ 25万比例尺区域地质填图工作中,不仅建立的遥感地层单位满足了1 ∶ 25万区域地质填图单位的技术要求,而且在地质构造和矿产研究方面有了更多的发现,大大缩短了周期,节约了资金。这必将对本世纪实施和完成200万平方公里1 ∶ 5万区域地质填图和全国1∶25万区域地质填图工程起到重要作用。
在地质矿产调查中,我国遥感技术已从间接探测发展到直接探测。如在新疆准格尔旗,利用细分红外和多光谱扫描技术直接探测岩金矿蚀变带,利用遥感技术直接寻找金矿取得重大进展。中国还利用短波红外成像光谱扫描仪进行了新疆油气资源遥感直接探测实验。利用这些遥感影像数据,通过信息增强和提取,捕捉地表油气藏微渗漏引起的烃类异常,从而达到直接探测的目的。该方案已在新疆塔里木盆地的多次试油中得到证实。这些技术的成功应用对加快西部开发起到了积极的作用。
此外,近年来发展起来的干涉雷达技术在三峡大坝、油气区地面沉降等大型工程的环境监测中显示出巨大的应用潜力。
遥感技术在中国的应用前景
“九五”期间,中国国家科委将“遥感、地理信息系统和全球定位系统技术综合应用研究”列为“九五”期间的首要项目。到目前为止,遥感信息技术已经连续四个五年被列入国家优先项目,可见国家对遥感的重视。可以预见,该项目的实施可以有效地将这一高新技术应用到国民经济建设的各个方面,使其走上产业化发展的道路。
*促进业务遥感信息综合服务系统的形成。
“九五”期间,遥感技术攻关的重点是以农业资源为主体的资源环境动态信息服务。届时,国家宏观信息服务体系将建立起来,同时,以水旱灾害为重点的遥感监测评估系统将投入业务化运行。
(1)建立国家基础资源与环境动态遥感信息服务系统
建立全国基础土地资源和生态环境空间信息系统,形成每年动态更新一次的能力。在此基础上,提供以全国农用地资源、城镇化发展及其动态变化为重点的数字地图,包括重点区域1:25万土地资源及其生态环境背景图和数据。大城市重点开发区及周边地区1∶65438+万地图及相应数据库;中国东部地区1 ∶ 25万比例尺耕地和城镇动态变化图及数据库;一个比较完整的国家基础国土资源和生态环境背景数据库;每年就耕地动态变化、城镇化等国家资源热点问题提供专题报告。根据规划,在1999之前,将建立基于网络的国家信息服务体系,提供相应的资源环境信息和决策辅助,保障体系持续稳定运行。
(2)完善重大自然灾害监测评估业务系统。
以水旱灾害监测评估为主的业务化综合监测评估业务系统将于1999建成并由相关业务部门投入使用,使其具备定期发布全国旱情、随时监测评估洪涝灾害和重大自然灾害的应急能力。该系统具有以下功能:对于突发洪水,在系统进入状态后2天内提供淹没面积、各类土地面积等信息,一周内提供包括受灾人口、被淹房屋等信息的详细报告;对重点地区,实行洪涝地区和信息服务地区日报;在危机时刻,提供实时灾难现场图像显示和标注;从1998起,全国旱情数据每10天上报一次,受灾地区农田旱情每5天上报一次灾情数据;监测森林火灾、地震等重大自然灾害,及时提供相关信息,最大限度减少自然灾害造成的损失。
*继续追赶世界遥感技术的前沿。
“九五”期间,根据863计划,我们将加大对地观测系统建设的倾斜力度。除了继续加强对星载合成孔径雷达原型开发的支持,我们还将开发先进的机载地球观测系统。
目前,海洋监测已被列入863计划,海洋资源遥感监测受到我国政府的高度重视,是对地观测的重要组成部分。发展海洋灾害预警和海洋环境监测急需的高新技术,为建立我国海洋立体监测体系提供技术支撑,提高海洋可持续发展的环境保护能力,加快与全球海洋观测系统的接轨,力争到本世纪末,在海洋自动观测系统、水声遥测、海洋遥感技术应用的主要方面达到90年代中期的国际先进水平。
“九五”期间,中国还将支持以下四个方面的新技术研究:高分辨率遥感信息识别水稻、确定小种植面积和作物长势监测技术研究;多云天气条件下新型雷达遥感技术识别水稻和棉花及测量农业用地面积的研究:新型遥感技术对大量数据信息的快速处理、分析和提取技术研究;基于新型遥感信息的遥感与GIS融合处理技术和基于遥感信息提取的GIS快速生成与更新技术研究