不畏浮云遮望眼
——中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用發(fā)展20年

文/楊詩(shī)瑞

1999年10月，我國(guó)首顆傳輸型地球資源衛(wèi)星——資源一號(hào)成功發(fā)射，并在土地利用、農(nóng)作物估產(chǎn)、城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)及海岸帶監(jiān)視等方面開(kāi)展實(shí)際應(yīng)用，取得巨大效益，為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)揮重要作用。

20年來(lái)，資源系列衛(wèi)星技術(shù)不斷成熟和完善，衛(wèi)星應(yīng)用水平迅速提高、廣泛深入到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮出傳統(tǒng)方式無(wú)法達(dá)到或難以實(shí)現(xiàn)的作用。資源衛(wèi)星從研究試驗(yàn)階段發(fā)展到業(yè)務(wù)運(yùn)行，在經(jīng)濟(jì)社會(huì)和國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用，已經(jīng)成為國(guó)家創(chuàng)新管理、保護(hù)資源環(huán)境、提升減災(zāi)能力、提供普遍信息服務(wù)以及培育新興產(chǎn)業(yè)不可或缺的手段。

土地資源調(diào)查“透視鏡”

我國(guó)地大物博，地形地貌復(fù)雜多樣，受自然條件的限制，許多資源沉睡在難以涉足的環(huán)境中，傳統(tǒng)人工資源調(diào)查方式效率低下，而且容易產(chǎn)生測(cè)量結(jié)果偏差。資源衛(wèi)星可以便捷準(zhǔn)確地觀測(cè)礦藏資源、森林和漁業(yè)等分布情況，具有大范圍、快速、定期和綜合觀測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。

資源系列衛(wèi)星在我國(guó)國(guó)土資源勘察方面發(fā)揮了重大作用。在森林資源監(jiān)測(cè)方面，喜馬拉雅山南麓具有豐富的森林資源，由于地處西藏林芝地區(qū)與印度交界，交通閉塞，難以開(kāi)展人工調(diào)查。2001年至2002年，我國(guó)利用資源一號(hào)01星的數(shù)據(jù)首次對(duì)該地區(qū)的森林資源進(jìn)行了全面調(diào)查。巴西作為衛(wèi)星研制方之一，利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)開(kāi)展亞馬遜熱帶雨林的監(jiān)測(cè)和森林砍伐控制，取得良好效果。

通過(guò)觀察各個(gè)地區(qū)物質(zhì)的光譜特性，可以推斷地區(qū)的物質(zhì)分布，獲取資源情況，資源衛(wèi)星在礦產(chǎn)資源調(diào)查中大顯身手。我國(guó)利用資源一號(hào)衛(wèi)星在西南天山地區(qū)預(yù)測(cè)了4處金、銅礦的找礦靶區(qū)，在吉根找礦區(qū)內(nèi)找到了5條金、銅礦化體，在東勝地區(qū)進(jìn)行了鈾礦調(diào)查示范應(yīng)用，實(shí)際勘探成果顯著。

資源一號(hào)02C星發(fā)射后，我國(guó)利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)全國(guó)主要礦集區(qū)、重點(diǎn)礦山的礦產(chǎn)資源規(guī)劃執(zhí)行情況、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀、礦山開(kāi)發(fā)地質(zhì)環(huán)境開(kāi)展調(diào)查與監(jiān)測(cè)，為礦政管理與礦山開(kāi)發(fā)環(huán)境整治提供了有力支撐。02C星提高了礦山開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀遙感巡查力度，拓展了國(guó)土資源遙感調(diào)查范疇，助推土地資源“全天候”調(diào)查監(jiān)測(cè)體系發(fā)展。

今年9月資源一號(hào)02D衛(wèi)星升空，其攜帶的166譜段高光譜相機(jī)一次成像就可產(chǎn)生166張攜帶不同顏色信息的照片，能夠準(zhǔn)確捕捉各類礦物質(zhì)反射的光信息，通過(guò)反演計(jì)算推算出觀測(cè)地區(qū)礦產(chǎn)的含量和覆蓋范圍，合成后妥妥就是一張“藏寶圖”。

▲ 資源一號(hào)02D衛(wèi)星

▲ 資源調(diào)查

有了資源衛(wèi)星的“火眼金睛”，將充分滿足新時(shí)期我國(guó)自然資源監(jiān)測(cè)與調(diào)查、地礦勘探、地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)等需求，為可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)的“千里眼”

我國(guó)自然災(zāi)害頻發(fā)，幾乎每年都有重大自然災(zāi)害發(fā)生，危及人們的生命財(cái)產(chǎn)和生產(chǎn)生活。資源、高分等系列衛(wèi)星，在災(zāi)害以及環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

資源衛(wèi)星上裝載有可見(jiàn)光、紅外等類型相機(jī)。光學(xué)相機(jī)分辨率較高，可測(cè)量耕地和森林覆蓋面積，進(jìn)行地面植被情況分析，但易受天氣等影響；紅外相機(jī)收集紅外輻射信息，可用于土壤和植被水分測(cè)量、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等，能夠晝夜持續(xù)工作，它們相互配合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，能對(duì)環(huán)境和災(zāi)害進(jìn)行大范圍、全天候、全天時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，對(duì)災(zāi)情進(jìn)行快速評(píng)估，為減災(zāi)救災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。

2007年，太湖“水華”(藍(lán)藻)現(xiàn)象大面積爆發(fā)。我國(guó)用資源一號(hào)02星對(duì)污染情況持續(xù)開(kāi)展跟蹤和遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，得到各時(shí)期“水華”污染范圍、程度方面的信息，并對(duì)受災(zāi)面積進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，資源衛(wèi)星在太湖治理中發(fā)揮了極大作用。

▲ 資源衛(wèi)星為云南山火災(zāi)害提供應(yīng)急保障（黑色為受災(zāi)區(qū)域）

“5.12”汶川地震中，我國(guó)利用資源一號(hào)衛(wèi)星對(duì)地震災(zāi)區(qū)進(jìn)行持續(xù)跟蹤觀測(cè)。從影像上清晰地掌握地震災(zāi)區(qū)房屋及公路橋梁損毀、山體滑坡和居民安置的情況，解譯出大量災(zāi)區(qū)災(zāi)情信息，對(duì)救災(zāi)工作起到重要作用。

2007年，我國(guó)簽署“空間與重大災(zāi)害國(guó)際憲章”（英文簡(jiǎn)稱CHARTER），成為該國(guó)際減災(zāi)合作機(jī)制的正式成員。通過(guò)該機(jī)制，我國(guó)發(fā)生重大災(zāi)害期間，可無(wú)償獲取其他成員國(guó)衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)，及時(shí)監(jiān)測(cè)和評(píng)估災(zāi)害情況；我國(guó)也利用資源、高分和風(fēng)云衛(wèi)星數(shù)據(jù)，為30多個(gè)國(guó)家提供衛(wèi)星應(yīng)急數(shù)據(jù)服務(wù)，近年來(lái)先后為澳大利亞森林火災(zāi)、巴基斯坦地震、冰島火山爆發(fā)、墨西哥灣海上溢油、印度洪水等外國(guó)災(zāi)情監(jiān)測(cè)給予衛(wèi)星影像援助。

土地管理“明眼人”

農(nóng)用地、商業(yè)用地、建設(shè)用地、旅游用地、居民住宅地，國(guó)土資源有著自己獨(dú)特的“戶口”。我國(guó)地域遼闊，由此帶來(lái)國(guó)土資源調(diào)查范圍不全面、調(diào)查統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確的問(wèn)題。資源系列衛(wèi)星發(fā)射后，通過(guò)衛(wèi)星觀測(cè)方法進(jìn)行宏觀把控具有直觀、高效、時(shí)效性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為我國(guó)國(guó)土資源管理最直接、最便捷的方式。

土地管理方面，我國(guó)多個(gè)省市區(qū)運(yùn)用資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)開(kāi)展耕地后備資源調(diào)查、低丘緩坡開(kāi)發(fā)狀況監(jiān)測(cè)、基本農(nóng)田保護(hù)狀況遙感監(jiān)測(cè)等土地資源調(diào)查監(jiān)測(cè)工作，顯著提升了耕地保護(hù)、土地規(guī)劃、土地利用等各項(xiàng)土地管理業(yè)務(wù)水平。

資源系列衛(wèi)星在青藏鐵路選線過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，衛(wèi)星提供的數(shù)據(jù)與其他資料結(jié)合，幫助設(shè)計(jì)人員優(yōu)化鐵路線路，避開(kāi)斷裂帶和地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)，節(jié)省修路資金上億元。此外，資源衛(wèi)星應(yīng)用于西氣東輸、寧夏公路改造等重大工程項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了可觀的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

近幾年，隨著城鎮(zhèn)化政策的推行，我國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)模迅速擴(kuò)大。資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用于城市規(guī)劃監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確評(píng)估城鎮(zhèn)化進(jìn)度，提高城市規(guī)劃布局的科學(xué)性。我國(guó)利用資源衛(wèi)星先后對(duì)近百個(gè)重點(diǎn)城市和城市群建設(shè)情況開(kāi)展觀測(cè)，追蹤主要城市建設(shè)規(guī)模的時(shí)空變化，為科學(xué)評(píng)估土地利用規(guī)劃執(zhí)行情況提供了重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

▲ 重大工程監(jiān)測(cè)-北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)

▲ 資源衛(wèi)星農(nóng)田監(jiān)測(cè)

此外，資源衛(wèi)星的數(shù)據(jù)還應(yīng)用于全國(guó)土地變更調(diào)查與遙感監(jiān)測(cè)、全國(guó)土地整治重大工程遙感監(jiān)測(cè)等土地監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)用于南水北調(diào)渠首和沿線土地整治、環(huán)洞庭湖基本農(nóng)田建設(shè)等重大工程的遙感監(jiān)測(cè)，為國(guó)土資源管理提供重要的信息支持。

農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物估產(chǎn)的“大管家”

隨著人口不斷增長(zhǎng)，我國(guó)土地資源有限的問(wèn)題日益突顯，發(fā)展大面積、規(guī)?；默F(xiàn)代農(nóng)業(yè)成為必由之路。資源衛(wèi)星發(fā)射以后，衛(wèi)星數(shù)據(jù)最先投入應(yīng)用的就是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。2001年，我國(guó)構(gòu)建了基于資源一號(hào)數(shù)據(jù)的新疆棉花遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，并逐漸應(yīng)用在全國(guó)冬小麥、玉米和水稻等大宗糧食作物種植面積監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)中。

資源衛(wèi)星對(duì)農(nóng)業(yè)最突出的作用是資源調(diào)查，在作物分布、種植面積、長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、旱情監(jiān)測(cè)、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)等方面，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)均具有重要價(jià)值。利用衛(wèi)星持續(xù)開(kāi)展農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)，有助于政府和企業(yè)科學(xué)決策和優(yōu)化資源配置。

我國(guó)已利用資源一號(hào)衛(wèi)星的數(shù)據(jù)開(kāi)展江蘇農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)研究，為指導(dǎo)農(nóng)田管理提供了科學(xué)的基礎(chǔ)資料；開(kāi)展了東北和黃淮海地區(qū)大豆長(zhǎng)勢(shì)遙感監(jiān)測(cè)，預(yù)測(cè)產(chǎn)量，作為制定作物種植計(jì)劃的基礎(chǔ)。

資源系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)還可用于經(jīng)濟(jì)作物新品種培育種植。2006年，研究人員將資源一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)用于人工種植丹參光譜動(dòng)態(tài)分析的研究工作，通過(guò)分析丹參葉片葉綠素含量與土壤條件、衛(wèi)星圖像反射率之間的關(guān)系，為丹參的種植研究開(kāi)辟新的方法。

資源三號(hào)衛(wèi)星發(fā)射后，其高空間分辨率、高光譜和高時(shí)間分辨率的技術(shù)性能可以為農(nóng)作物監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)工程規(guī)劃等提供高分辨率衛(wèi)星影像，不僅能調(diào)查種植面積、畝產(chǎn)信息，通過(guò)多光譜及高光譜圖像的精細(xì)區(qū)分，甚至能區(qū)別該農(nóng)作物的不同種類和不同生長(zhǎng)階段，實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)的全流程監(jiān)控，幫助農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)在長(zhǎng)時(shí)間作物長(zhǎng)勢(shì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物種類細(xì)分、田間精細(xì)農(nóng)業(yè)信息獲取等方面取得突破，更好服務(wù)農(nóng)業(yè)應(yīng)用需求。

▲ 南非Hartebeenshoek衛(wèi)星地面接收站

▲ 資源一號(hào)02B星南非George鎮(zhèn)環(huán)境監(jiān)測(cè)

▲ 資源一號(hào)02B星南非Gouritz河口監(jiān)測(cè)

走出國(guó)門(mén)造福世界

資源一號(hào)衛(wèi)星是南南合作典范，其研制和運(yùn)行不僅對(duì)中巴兩個(gè)資源大國(guó)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且開(kāi)創(chuàng)了第三世界國(guó)家在航天高科技領(lǐng)域技術(shù)合作的先河，產(chǎn)生了重大的國(guó)際影響。

為推動(dòng)全球建站和數(shù)據(jù)共享，推動(dòng)數(shù)據(jù)應(yīng)用，中國(guó)與巴西簽署備忘錄，明確資源一號(hào)衛(wèi)星全球數(shù)據(jù)分發(fā)政策。中巴還簽署相關(guān)協(xié)議，對(duì)第三世界國(guó)家免費(fèi)分發(fā)衛(wèi)星數(shù)據(jù)。資源一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供給世界許多國(guó)家使用，惠及全人類。

2008年，資源一號(hào)02B衛(wèi)星南非接收站建設(shè)運(yùn)行，這是我國(guó)在海外建立的首個(gè)資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站。非洲南部13個(gè)國(guó)家從此可利用資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開(kāi)展沙漠治理、土地利用、資源開(kāi)發(fā)、自然災(zāi)害與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)和城市與交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，極大地推動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，引起巨大反響。該項(xiàng)目的成功實(shí)施也擴(kuò)大了我國(guó)和南非在遙感領(lǐng)域的國(guó)際合作，為中非科技合作做出了重大貢獻(xiàn)。

依托資源一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源，東盟國(guó)家建立資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)，使東盟各國(guó)可以使用我國(guó)的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。近幾年來(lái)，東盟國(guó)家先后建設(shè)調(diào)試完成新加坡地面接收站，完成緬甸、老撾、泰國(guó)數(shù)據(jù)終端安裝和緬甸、老撾聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，促進(jìn)我國(guó)空間科技與東盟國(guó)家的相互融合和一體化發(fā)展，為中國(guó)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在東盟國(guó)家的共享和應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

多年來(lái)，通過(guò)加入國(guó)際觀測(cè)組織、國(guó)際衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)委員會(huì)、空間與重大災(zāi)害國(guó)際憲章等國(guó)際陸地觀測(cè)組織，資源一號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)在國(guó)際遙感領(lǐng)域取得了良好的效果，贏得國(guó)際遙感界的贊譽(yù)，為中國(guó)履行國(guó)際義務(wù)、樹(shù)立航天大國(guó)形象做出了突出貢獻(xiàn)。美國(guó)、澳大利亞、北歐、南美、非洲以及亞洲周邊國(guó)家都積極申請(qǐng)使用資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)。

資源衛(wèi)星應(yīng)用方興未艾

▲ 中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心領(lǐng)導(dǎo)在新空間經(jīng)濟(jì)時(shí)代商業(yè)航天2025峰會(huì)上做遙感衛(wèi)星應(yīng)用報(bào)告

▲ 《國(guó)土資源衛(wèi)星浙江應(yīng)用技術(shù)中心建設(shè)方案》論證會(huì)

資源系列衛(wèi)星已經(jīng)深入應(yīng)用于我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮了顯著作用。資源系列衛(wèi)星與氣象、海洋、高分等系列遙感衛(wèi)星共同構(gòu)成了比較完善的對(duì)地觀測(cè)體系，形成全球連續(xù)觀測(cè)能力，為我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究和參與國(guó)際合作打下了良好的基礎(chǔ)。

經(jīng)過(guò)各個(gè)時(shí)期的科技攻關(guān)研究和應(yīng)用示范推廣，資源系列衛(wèi)星的綜合配套發(fā)展能力已經(jīng)形成，應(yīng)用體系不斷完善和優(yōu)化。資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用在資源調(diào)查、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、工程建設(shè)、糧食估產(chǎn)等方面為國(guó)家和各級(jí)政府部門(mén)提供了大量科學(xué)的宏觀輔助決策信息，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)效益。

為更好應(yīng)用海量衛(wèi)星數(shù)據(jù)，加速推動(dòng)空間信息應(yīng)用惠及各行各業(yè)，建立上下貫通的衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)體系，我國(guó)正加緊啟動(dòng)省級(jí)衛(wèi)星應(yīng)用技術(shù)中心建設(shè)。目前，四川、湖南、河北等21家省級(jí)衛(wèi)星中心獲批建設(shè)，各地以組建衛(wèi)星中心為契機(jī)，將原來(lái)分散在各單位的衛(wèi)星遙感力量進(jìn)一步整合、優(yōu)化，并在建設(shè)中積極探索具有各地特色的衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用，如在青海地區(qū)的可可西里鹽湖水邊線等青藏高原生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)，江蘇響水化工廠爆炸應(yīng)急保障，山東冬小麥種植面積遙感監(jiān)測(cè)等。我國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用正逐步從傳統(tǒng)的土地、礦產(chǎn)、測(cè)繪、海洋應(yīng)用向自然資源綜合應(yīng)用轉(zhuǎn)變。

在國(guó)際航天科技加速發(fā)展，航天技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的引領(lǐng)作用不斷增強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)情況下，我國(guó)空間信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求在不斷上升。未來(lái)，我國(guó)將進(jìn)一步提高資源等對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的時(shí)間和空間分辨率，加大衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)用的投入力度，提高衛(wèi)星應(yīng)用能力水平，更好服務(wù)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，造福人民生活。