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借由卫星的眼睛看清地球 遥感地球的脉动

来源:中国科学报 时间:2020-09-18 09:55:12

借由卫星的眼睛看清地球,在一幅幅遥感图上遨游世界,及时发现全球变化和人类活动的蛛丝马迹,这是中国遥感人的梦想。

近日,中科院公布了“率先行动”计划第一阶段重大科技成果及标志性进展,中科院空天信息创新研究院(以下简称空天院)的“全球遥感空间信息系统”项目榜上有名。

自2014年中科院“率先行动”计划实施以来,空天院认真贯彻落实,聚焦重大重点项目,不断协同创新,取得了重大科技成果。如今的这份荣誉,不但是对他们7年潜心攻关的最好总结,也让他们觉得,自己离梦想又近了一步。

使命担当响应时代召唤

在空天院副院长、“全球遥感空间信息系统”项目首席科学家张兵看来,项目的启动实施是中国遥感科技发展的必然选择。

“当前,全球化浪潮势不可挡,对全球资源环境状况和人类活动响应的及时了解,已经成为国家的重大需求;而在全球变化、可持续发展、灾害防控中作出‘中国贡献’,也已成为中国作为负责任大国的使命担当。”张兵说。

2013年,中国提出“一带一路”倡议,为“一带一路”沿线国家和地区提供空间信息服务,共同开展区域资源环境研究,也提上日程。而过去的10年,也恰逢中国卫星遥感科技大发展的时期。中科院院士郭华东曾判断,经过40余年的发展,中国已经成为遥感大国,已跻身国际先进水平行列。

在这样的时代背景下,空天院科研人员感到,他们大展拳脚的机会来了。2013年,“全球遥感空间信息系统”作为空天院(原遥感与数字地球研究所)“一三五”规划中的一项重大突破项目全面启动。

以往开展资源环境研究主要依赖科研人员的地面调查,效率低下、耗时漫长,导致研究不能在大的区域范围内开展。“而卫星遥感是没有国界限制的。”张兵介绍,“想要得到大面积的数据,在区域乃至全球范围内开展资源环境研究、灾害预警工作,卫星遥感技术是为数不多甚至是唯一的有效手段。”

因此,“全球遥感空间信息系统”项目从启动之初,就着眼于面向全球、洲际等的高质量陆表、海洋、大气动态遥感空间信息产品的生产,并为国家宏观决策提供支持。

全面布局促进多点开花

7年来,“全球遥感空间信息系统”项目突破了大范围高动态遥感信息提取相关理论、系列模型和关键技术,实现了全球范围的土地覆盖精细分类制图、大豆主产区面积产量监测、重大病虫害监测预警、陆表水体环境状态评估、植被荧光与海洋波浪成像遥感监测、遗产地和重大灾害监测等,创建了适应空间大数据展示分析应用的新一代数字地球科学平台,集成了遥感信息模型150种,汇集了21大类310个多源异构数据库,研发了25种全球和区域遥感信息产品。

“这些成果为国家提供了准确、及时和持续性的全球环境资源空间信息和科学数据,有力支撑了国家多领域的宏观决策。”张兵说。

近年来,肆虐的病虫害已成为全球问题。从去年底开始,非洲地区暴发了沙漠蝗灾,并很快蔓延至中东和南亚地区;而2019年初零星迁入中国的草地贪夜蛾,也在短短几个月内入侵了26个省份,虫害玉米发生面积近1600万亩。

“在全球变化的大背景下,病虫害变化的总趋势是加重的。”空天院研究员、中科院数字地球重点实验室主任黄文江说,“所以我们有必要对其进行监测,了解它们从哪里来,预测下一步会在国内产生怎样的影响。”

在项目的支持下,科研人员在国际上首次实现了全球主要农作物12种重大病虫害常态化遥感动态监测和预报;国际上独家发布了中英双语的《作物病虫害遥感监测与预测报告》,为农业农村部做好作物病虫害防控工作提供了科技支撑。

有了这样的动态监测技术,对病虫害的防治就能更加“有的放矢”。在实际操作中,人们在飞机或无人机程序中输入喷药图,就能够精准定位到虫害发生的区域进行喷洒,大大减少了农药的使用。

与此同时,这项技术还成功走向了海外。针对近期的沙漠蝗灾,科研人员先后发布了11期《亚非沙漠蝗虫灾情监测与评估报告》,成功为巴基斯坦、肯尼亚、埃塞俄比亚等国家的防控工作提供了科学指导,减少了当地农牧业的损失。

“率先行动”注入全新动能

2014年,中科院正式启动实施“率先行动”计划。在张兵看来,这为“全球遥感空间信息系统”项目注入了新的动能。

“原先大家的成果分散在各个项目,‘率先行动’计划把这些零散的工作围绕着国家重大需求进行了有效集成。有了这把‘尚方宝剑’,我们就能更好地把人才聚集在一起,凝心聚力做大事。”张兵说。

而对于普通的科研人员来说,“率先行动”计划则更像是一把火炬,为大家指明了努力的方向,让他们能够更多地瞄准重大产出去做科研。

在“率先行动”计划的指引下,项目团队接连取得了重大成果。如国际上首次实现全球土地覆盖产品从一级10大类扩展到二级30类的遥感精细分类,为自然资源部、生态环境部提供了重要支撑;国际上首次实现10米空间分辨率的全球大豆主产区产量连续多年遥感监测,服务于国家大豆进出口宏观决策;国际上首次实现全球大型内陆水体营养状况、全球水库数量与面积月频次遥感监测,被联合国环境署等采用……

此外,项目还发布了《地球大数据支撑可持续发展目标报告(2019)》,被列为中国政府参加第74届联合国大会的四个正式文件之一和2030可持续发展目标峰会的两个文件之一。

2018年,张兵领衔的“全球资源环境遥感创新团队”入选了科技部重点领域创新团队,奠定了空天院团队在该方向的国内外领先与核心地位。

“我们就是要在面向科技前沿的基础上去做面向国家重大需求的事情,今后将会继续瞄准全球化,把信息产品做得种类更多、精度更精、平台更好,在预测预报和为国家建言献策上作更多的贡献。”张兵说。

守望地球,为国为民,这就是中科院“率先行动”计划交给他们最重要的一件事。

(记者 丁佳)

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