《衛(wèi)星地震應(yīng)用研究》專輯前言*

申旭輝

(中國北京100085中國地震局地殼應(yīng)力研究所)

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《衛(wèi)星地震應(yīng)用研究》專輯前言*

(中國北京100085中國地震局地殼應(yīng)力研究所)

我國的衛(wèi)星地震應(yīng)用研究最早始于20世紀(jì)70年代中期. 國家地震局地震研究所和國家地震局地質(zhì)研究所(1982)基于美國陸地資源衛(wèi)星MSS的遙感圖像， 開展了全國范圍的活動構(gòu)造調(diào)查工作， 基本查明了我國的主要活動構(gòu)造及其分布情況． 經(jīng)過多年的發(fā)展， 兵馬未動， 遙感先行， 這已經(jīng)成為目前地震構(gòu)造研究的基本工作方法．

20世紀(jì)80年代后期， 遙感技術(shù)的快速發(fā)展帶來了現(xiàn)代地殼運(yùn)動和地震監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新． 1988年， 地震系統(tǒng)率先在全國開展了基于GPS觀測技術(shù)的現(xiàn)代地殼運(yùn)動觀測研究(賴錫安， 1990)， 強(qiáng)祖基和徐秀登(1990)則引進(jìn)和發(fā)展了地震紅外遙感監(jiān)測技術(shù)． GPS和紅外遙感技術(shù)的應(yīng)用， 成為20世紀(jì)末地震科學(xué)研究的兩大熱點(diǎn), 并且取得了很多重要的成果.

20世紀(jì)90年代末， 以Geller等(1996)和Wyss等(1997)先后發(fā)表在《科學(xué)》上的論文為標(biāo)志， 國內(nèi)外地學(xué)界掀起了地震能否預(yù)報的大論戰(zhàn)． 中科院院士陳運(yùn)泰先生在《科學(xué)通報》發(fā)表綜述文章， 對地震預(yù)報的科學(xué)探索表達(dá)了“審慎樂觀”的觀點(diǎn)(陳運(yùn)泰， 2009)． 在這種局勢下， 通過梳理地震監(jiān)測預(yù)報科學(xué)發(fā)展和技術(shù)現(xiàn)狀， 中國地震局提出了地震立體觀測系統(tǒng)的戰(zhàn)略發(fā)展思路， 并與航天部門密切合作， 系統(tǒng)地、 持續(xù)地開展了相關(guān)科學(xué)研究和研制工作， 并在“十二五”(2011—2015年)期間正式啟動了電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星工程和高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)“地震遙感監(jiān)測與應(yīng)急應(yīng)用示范系統(tǒng)建設(shè)”．

目前， 空間技術(shù)在防震減災(zāi)各項(xiàng)工作中的應(yīng)用已趨于成熟(圖1): 遙感地質(zhì)方法已經(jīng)成為地震科學(xué)研究的一種基本手段； 以衛(wèi)星紅外、 InSAR (interferometric synthetic aperture radar)和GNSS (Global Navigation Satellite System)為代表的衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)在地震監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用; 以高分辨率光學(xué)遙感技術(shù)為依托， 地震災(zāi)害快速評估能力得到極大

提高； GNSS和衛(wèi)星通信技術(shù)已成為地震應(yīng)急和野外地震工作的重要保障手段．

2006年國務(wù)院辦公廳發(fā)布了《國家防震減災(zāi)規(guī)劃(2006—2020年)》. 該規(guī)劃要求“發(fā)展天基電磁、 干涉合成孔徑雷達(dá)、 衛(wèi)星重力等多種新型監(jiān)測手段……， 建設(shè)中國大陸地球物理場動態(tài)立體圖像處理系統(tǒng)； 加強(qiáng)立體監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的綜合利用， 推進(jìn)地震監(jiān)測技術(shù)手段的創(chuàng)新”． 在該規(guī)劃的引領(lǐng)下， 我國衛(wèi)星地震的應(yīng)用研究進(jìn)入全面技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用示范系統(tǒng)的研制階段， 其主要進(jìn)展可概括為“一個3， 三個1”．

圖1 防震減災(zāi)空間技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域

Fig.1 Main areas of space technology application in earthquake disaster prevention and mitigation

“一個3”是指在科學(xué)研究方面， 我們系統(tǒng)地開展了3個方面的重點(diǎn)研究： 以電磁波傳播機(jī)理為重點(diǎn)， 建立和發(fā)展了巖石層-大氣層-電離層相互作用與耦合模型(趙庶凡等， 2011)； 針對可見光、 紅外、 雷達(dá)、 電磁以及重力和高光譜遙感數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和應(yīng)用需要， 開展了衛(wèi)星地震空間信息處理技術(shù)方法研究， 顯著推進(jìn)了衛(wèi)星地震應(yīng)用技術(shù)發(fā)展； 以全球M5—6以上震例空間前兆的統(tǒng)計研究和M7以上震例的詳細(xì)解剖為基礎(chǔ)， 初步總結(jié)了空間信息地震前兆的分布特點(diǎn)， 并對近年來的多次破壞性地震開展了有實(shí)效的應(yīng)急遙感技術(shù)應(yīng)用和檢驗(yàn)(Shenetal， 2011， 2013)．

“三個1”是指在地震立體觀測系統(tǒng)和衛(wèi)星地震應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)方面： 一是成功實(shí)現(xiàn)了地震立體觀測系統(tǒng)首個專用天基平臺----電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星工程的立項(xiàng)， 目前該工程研制進(jìn)展順利， 預(yù)計將于2017年年中發(fā)射并在軌運(yùn)行5年； 二是密切結(jié)合國家高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)的實(shí)施， 啟動了地震遙感示范應(yīng)用平臺的建設(shè)， 目前該平臺建設(shè)已近尾聲， 并首次通過光纖專線寬帶實(shí)時接入各種國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)， 為地震遙感應(yīng)用和防震減災(zāi)事業(yè)發(fā)展提供了重要支撐； 三是結(jié)合國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃論證， 提出了地球物理遙感的概念． 2015年5月， 國務(wù)院批準(zhǔn)《國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長期發(fā)展規(guī)劃(2015—2025年)》實(shí)施． 該規(guī)劃明確提出： 要“進(jìn)一步完善光學(xué)觀測、 微波觀測和物理場探測等手段， 建設(shè)高分辨率光學(xué)、 中分辨率光學(xué)和合成孔徑雷達(dá)三個觀測星座， 發(fā)展地球物理場探測衛(wèi)星”. 針對其中的地球物理場探測衛(wèi)星計劃， 該規(guī)劃提出“圍繞地震、 減災(zāi)、 國土、 測繪、 海洋等行業(yè)對地球物理環(huán)境變化監(jiān)測需求， 發(fā)展電磁監(jiān)測與重力梯度測量等手段， 形成地球物理場探測能力”． 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(2016)發(fā)布的《衛(wèi)星對地觀測數(shù)據(jù)產(chǎn)品分類分級規(guī)則》(GB/T 32453—2015)指出， “依據(jù)衛(wèi)星遙感的探測波段及其觀測對象的主要特性進(jìn)行大類劃分， 共分為光學(xué)數(shù)據(jù)產(chǎn)品、 微波數(shù)據(jù)產(chǎn)品和地球物理場數(shù)據(jù)產(chǎn)品3大類”. 其中， “地球物理場數(shù)據(jù)產(chǎn)品按照探測的地球物理場分為重力場數(shù)據(jù)產(chǎn)品、 電磁場數(shù)據(jù)產(chǎn)品和其他地球物理場數(shù)據(jù)產(chǎn)品3個種類”.

為了集中展示我國衛(wèi)星地震應(yīng)用研究的最新進(jìn)展， 重點(diǎn)結(jié)合電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星工程和高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)地震遙感應(yīng)用示范工程實(shí)施， 特組織出版《衛(wèi)星地震應(yīng)用研究》專輯． 本專輯包括16篇衛(wèi)星遙感應(yīng)用方面的論文， 基本反映了我國衛(wèi)星遙感地震應(yīng)用的現(xiàn)狀和主要發(fā)展方向， 大體分為4部分． 第一部分包括3篇綜述性文章， 分別回顧了衛(wèi)星地震應(yīng)用研究現(xiàn)狀， 重點(diǎn)介紹了高分辨率遙感應(yīng)用、 電磁衛(wèi)星和地基電離層觀測系統(tǒng)等重大項(xiàng)目進(jìn)展； 第二部分選錄1篇論文， 展示了遙感活動研究構(gòu)造的最新進(jìn)展； 第三部分選錄8篇論文， 涉及紅外、 電磁、 高光譜和重力等遙感技術(shù)在地震監(jiān)測領(lǐng)域中的應(yīng)用與探討； 第四部分選錄4篇應(yīng)急遙感方面的論文， 介紹了高分辨率對地觀測系統(tǒng)數(shù)據(jù)專題產(chǎn)品應(yīng)用的最新成果．

值此專輯出版之際， 特別感謝審稿專家對專輯的認(rèn)真審閱， 感謝各位論文作者和學(xué)報編輯部同仁的大力支持．

陳運(yùn)泰. 2009. 地震預(yù)測: 回顧與展望[J]. 中國科學(xué): D輯， 39(12): 1633--1658.

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賴錫安. 1990. 空間技術(shù)在地球動力學(xué)和地震研究中的應(yīng)用[G]∥地球科學(xué)中的新技術(shù). 北京： 地震出版社： 95--99.

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Preface to the special issue on satellite application to earthquake science

(InstituteofCrustalDynamics，ChinaEarthquakeAdministration，Beijing100085，China)

10.11939/jass.2016.03.001.

高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項(xiàng)(31-Y30B09-9001-13/15)資助．

2016-04-20收到初稿， 2016-04-28決定采用修改稿.

e-mail: shenxh@seis.ac.cn

10.11939/jass.2016.03.001

P315.72

A

申旭輝. 2016. 《衛(wèi)星地震應(yīng)用研究》專輯前言. 地震學(xué)報, 38(3): 329--332.

Shen X H. 2016. Preface to the special issue on satellite application to earthquake science.ActaSeismologicaSinica, 38(3): 329--332. doi:10.11939/jass.2016.03.001.