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| 衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè) 環(huán)境監(jiān)管的“千里眼”和“順風(fēng)耳” |
| 衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè) 環(huán)境監(jiān)管的“千里眼”和“順風(fēng)耳” | | 發(fā)布時(shí)間：2017/8/7 8:42:16 |
在我們?nèi)庋劭床灰姷牡胤�，我�?guó)的環(huán)境衛(wèi)星正時(shí)刻對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，那些破壞生態(tài)環(huán)境的行為，很難逃過它們的法眼。
環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心的人們，就是開啟天空之眼的工作者，運(yùn)用衛(wèi)星遙感技術(shù)，從天上監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境的變化。作為一門實(shí)用、先進(jìn)的空間探測(cè)技術(shù)，衛(wèi)星遙感技術(shù)利用遙感器從空中探測(cè)地面環(huán)境變化，根據(jù)不同環(huán)境地物光譜特征響應(yīng)，識(shí)別地面上生態(tài)環(huán)境狀況及動(dòng)態(tài)變化。這項(xiàng)事業(yè)，我國(guó)雖然起步晚，卻發(fā)展迅速，在業(yè)務(wù)化應(yīng)用等方面已經(jīng)位居國(guó)際領(lǐng)先地位。
在不知道未來會(huì)發(fā)展成怎樣的情況下，十幾個(gè)創(chuàng)業(yè)者堅(jiān)持了下來，從無到有、從小到大開創(chuàng)了環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)事業(yè)。每個(gè)人心往一處想：要把中國(guó)自己的環(huán)境衛(wèi)星發(fā)射上天、應(yīng)用好
為籌備環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星立項(xiàng)、研制、發(fā)射、應(yīng)用等工作，2003年5月，原國(guó)家環(huán)保總局成立了環(huán)境衛(wèi)星中心籌備辦。創(chuàng)業(yè)伊始，環(huán)境衛(wèi)星中心籌備辦還不到10人，“要啥沒啥，非常困難。在2009年衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心正式成立前，最多也只有15個(gè)人。”衛(wèi)星中心大氣遙感部主任厲青回憶說，“在不知道未來會(huì)發(fā)展成什么樣的情況下，這十幾個(gè)人卻始終堅(jiān)持了下來，從無到有、從小到大開創(chuàng)了環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)事業(yè)。每個(gè)人心往一處想：要把中國(guó)自己的環(huán)境衛(wèi)星發(fā)射上天、應(yīng)用好�！蓖鯓�、王文杰、魏斌、厲青、申文明、吳傳慶、羅海江、王昌佐、楊一鵬……如今這些創(chuàng)業(yè)者們，有的成長(zhǎng)為司局級(jí)干部和領(lǐng)軍人才，有的成長(zhǎng)為單位的技術(shù)帶頭人，有的成長(zhǎng)為部門領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)骨干，他們?cè)诟髯圆煌膷徫簧习l(fā)揮著重要作用。
湖庫(kù)藍(lán)藻水華暴發(fā)、全國(guó)秸稈焚燒、區(qū)域生態(tài)破壞等，環(huán)境衛(wèi)星的發(fā)射和應(yīng)用，讓環(huán)保部門心中有了底。比如河流斷流監(jiān)測(cè)，有的地方上報(bào)：地面斷流了，因此沒有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)�！笆聦�(shí)上有可能是水污染比較嚴(yán)重，是否真的斷流了，利用環(huán)境衛(wèi)星很容易看到。”水環(huán)境遙感部負(fù)責(zé)人朱利說。2016年，巢湖暴發(fā)大面積水華，環(huán)境衛(wèi)星遙感第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到變化，并及時(shí)上報(bào)了監(jiān)測(cè)結(jié)果。
此外，突發(fā)環(huán)境事件和自然災(zāi)害發(fā)生后對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響如何，自然保護(hù)區(qū)生態(tài)破壞是什么情況，環(huán)境衛(wèi)星都能派上用場(chǎng)。
2010年大連溢油事件發(fā)生后，盡管大連天氣狀況不好，但衛(wèi)星中心還是很快獲取了雷達(dá)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，并充分發(fā)揮無人機(jī)技術(shù)特長(zhǎng)，到溢油事件現(xiàn)場(chǎng)做精確勘察，分析溢油的分布范圍及擴(kuò)散情況，為溢油污染后處理提供了有力的技術(shù)支持。同年，東北發(fā)生化學(xué)原料桶流入松花江事件，當(dāng)時(shí)流入江里的化學(xué)原料桶有數(shù)千個(gè)，環(huán)境衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到它們大致的位置，又利用無人機(jī)拍攝了分辨率高達(dá)0.2米的高精度圖像，完成了化學(xué)原料桶查找和打撈。
2011年3月10日，云南盈江發(fā)生5.8級(jí)地震，衛(wèi)星中心工作人員連夜加班，火速處理圖像、分析數(shù)據(jù)，利用環(huán)境衛(wèi)星對(duì)周邊飲用水水源地和自然保護(hù)區(qū)的環(huán)境影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，第二天一早就將報(bào)告送到了環(huán)境保護(hù)部。
有時(shí)候，環(huán)境衛(wèi)星還能成為無懈可擊的“證人”。目前，根據(jù)國(guó)家生態(tài)保護(hù)管理需要，自2016年起，衛(wèi)星中心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了每年兩次對(duì)400多個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)�！耙荒陜�(nèi)看兩次，問題就無處遁形。原來是草地，后來成耕地了，原來是林地，后來用來蓋房子了。通過對(duì)自然保護(hù)區(qū)同時(shí)相、不同年份遙感影像的比對(duì)分析，就可以判斷出有問題的地方。”衛(wèi)星中心劉玉平副主任說。
衛(wèi)星中心生態(tài)遙感部負(fù)責(zé)人侯鵬介紹，環(huán)境衛(wèi)星遙感可以鎖定自然保護(hù)區(qū)生態(tài)破壞的證據(jù)，目前在自然保護(hù)區(qū)綜合監(jiān)管方面已發(fā)揮了關(guān)鍵作用。如騰格爾沙漠生態(tài)破壞、祁連山自然保護(hù)區(qū)礦產(chǎn)非法開采，都是衛(wèi)星遙感第一時(shí)間鎖定證據(jù)，及時(shí)呈報(bào)上級(jí)管理部門，作為責(zé)任追究的鐵證。
現(xiàn)如今，衛(wèi)星中心已初步構(gòu)建了一套比較完整的環(huán)境衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)體系，涉及水、氣、生態(tài)、土壤、核安全、監(jiān)察執(zhí)法等等。綜合業(yè)務(wù)部主任楊一鵬說，衛(wèi)星中心的日常工作是根據(jù)國(guó)家環(huán)境管理的不同需求，分配任務(wù)給水環(huán)境遙感部、大氣環(huán)境遙感部、生態(tài)環(huán)境遙感部等不同業(yè)務(wù)部門，“我們接下環(huán)境管理各業(yè)務(wù)司局的‘訂單’，把任務(wù)分類下達(dá)給部門，‘生產(chǎn)’后再交付給各司局，整體上實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化運(yùn)行�！�
高分五號(hào)衛(wèi)星2012年底立項(xiàng)，2016年6月完成初樣研制，目前衛(wèi)星已進(jìn)入整星測(cè)試實(shí)驗(yàn)。這顆衛(wèi)星的發(fā)射，將是我國(guó)高光譜衛(wèi)星遙感發(fā)展的里程碑，也將為我國(guó)大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)發(fā)展提供新的契機(jī)
2017年底，衛(wèi)星中心還將完成發(fā)射高分五號(hào)衛(wèi)星的科研工作。關(guān)心我國(guó)遙感技術(shù)發(fā)展的人都知道，高分專項(xiàng)工程是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一，是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)的簡(jiǎn)稱，在網(wǎng)絡(luò)上被親切地稱為“中國(guó)人自己的全球觀測(cè)系統(tǒng)”，于2010年啟動(dòng)實(shí)施。2013年以來，高分一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)衛(wèi)星陸續(xù)發(fā)射升空，實(shí)現(xiàn)了亞米級(jí)高空間分辨率與高時(shí)間分辨率的有機(jī)結(jié)合，為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了前所未有的高分辨監(jiān)測(cè)手段。
高分五號(hào)衛(wèi)星是高分專項(xiàng)中唯一一顆實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率重要使命的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，是國(guó)家高分辨率對(duì)地觀測(cè)能力的重要標(biāo)志之一。經(jīng)過4年多的研發(fā)，目前高分五號(hào)衛(wèi)星已完成正樣研制，基本具備了出廠條件，按計(jì)劃將于2017年下半年發(fā)射�！案叻治逄�(hào)衛(wèi)星的研制與發(fā)射，將填補(bǔ)我國(guó)對(duì)NO2、SO2等污染氣體開展高精度、定量化遙感監(jiān)測(cè)的空白，同時(shí)對(duì)我國(guó)水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境遙感定量化、精細(xì)化監(jiān)測(cè)也具有重要作用�！睏钜基i說。
高分五號(hào)衛(wèi)星攜帶6個(gè)載荷，包括可見短波紅外高光譜相機(jī)、全譜段光譜成像探測(cè)儀、痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體探測(cè)儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀和大氣環(huán)境紅外線高分辨率探測(cè)儀，技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，研制難度很大。
衛(wèi)星中心具體負(fù)責(zé)高分專項(xiàng)工作的高級(jí)工程師趙少華說：“高分五號(hào)衛(wèi)星攜帶的痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體探測(cè)儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀和大氣環(huán)境紅外線高分辨率探測(cè)儀4個(gè)大氣載荷，可有效探測(cè)大氣污染氣體、溫室氣體、氣溶膠等大氣環(huán)境要素;可見短波紅外高光譜相機(jī)和全譜段光譜成像探測(cè)儀，陸地觀測(cè)載荷的分辨率達(dá)20m~40m，能夠有效緩解我國(guó)水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)以及環(huán)境監(jiān)管領(lǐng)域遙感應(yīng)用中高光譜數(shù)據(jù)、高分辨率紅外數(shù)據(jù)的缺乏。”
高分五號(hào)衛(wèi)星2012年底立項(xiàng)，2016年6月完成初樣研制，目前衛(wèi)星已進(jìn)入整星測(cè)試實(shí)驗(yàn)。從立項(xiàng)到今年衛(wèi)星發(fā)射，不過才5年時(shí)間。楊一鵬感慨到：“考慮到其難度，5年時(shí)間已經(jīng)相當(dāng)高效�！边@顆衛(wèi)星的成功發(fā)射，將是我國(guó)高光譜衛(wèi)星遙感發(fā)展的里程碑，也將為我國(guó)大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)發(fā)展提供新的契機(jī)。
這只年輕的隊(duì)伍為國(guó)家做了很多貢獻(xiàn)，不僅在支撐服務(wù)環(huán)境管理方面，同時(shí)還創(chuàng)新研發(fā)了大量模型算法，推動(dòng)了我國(guó)環(huán)境遙感技術(shù)進(jìn)步
從環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星到高分辨環(huán)境衛(wèi)星，環(huán)境遙感事業(yè)發(fā)展造就了一大批技術(shù)人員和業(yè)務(wù)骨干。
水環(huán)境遙感部王雪蕾的第二個(gè)小生命到來時(shí)，她還渾然不覺。作為衛(wèi)星中心水環(huán)境遙感部的研究員、第二批國(guó)家環(huán)境保護(hù)專業(yè)技術(shù)青年拔尖人才，2016年初，她全身心放在建設(shè)水環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)上。直到身體抱恙到醫(yī)院檢查時(shí)，醫(yī)生忍不住責(zé)怪她：“你已經(jīng)懷孕了居然不知道?孩子都兩個(gè)月了!”
王雪蕾是個(gè)特別能鉆研的人，用中心領(lǐng)導(dǎo)的話來說：“通過她一個(gè)人的努力，就給中心開拓出一個(gè)新的業(yè)務(wù)方向�！�
2010年，北京師范大學(xué)博士后王雪蕾被衛(wèi)星中心招錄，她很快喜歡上這里的工作，卻又感覺到深深的壓力。衛(wèi)星中心是中國(guó)環(huán)境遙感應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)，每一個(gè)博士都有一個(gè)研究方向，每個(gè)人都能獨(dú)擋一面。王雪蕾碩士期間從事自然地理研究，方向?yàn)橥寥篮偷叵滤┦哭D(zhuǎn)為學(xué)遙感，博士后主攻岸邊帶。她的專長(zhǎng)在于算法，喜歡和數(shù)字打交道。
當(dāng)時(shí)，面源污染監(jiān)測(cè)很難，網(wǎng)格化管理要求清楚單元污染的情況，要通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行演算，涉及農(nóng)田、城市、土壤、畜牧養(yǎng)殖等多個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。2010年時(shí)，全國(guó)范圍的面源污染監(jiān)測(cè)幾乎無法做到，在國(guó)際上都是待攻克的難題。
“你要不挑戰(zhàn)一下？”中心領(lǐng)導(dǎo)給了她一個(gè)科研方向。要進(jìn)行全國(guó)面源污染監(jiān)測(cè)，科學(xué)界雖然有模型，但是不能計(jì)算全國(guó)情況。這其中最難啃的硬骨頭在于：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。這里的數(shù)據(jù)庫(kù)涉及的領(lǐng)域太多，有的雖然能買到，但是精度比較粗糙。拿土壤一塊領(lǐng)域來說，她積極奔走，最終得到了教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授戴永久老師的支持。
這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，眾所周知，我國(guó)地形并非一馬平川，其上下起伏高低不平，比較典型的指標(biāo)為地形坡度。在做土壤侵蝕模型時(shí)，只有應(yīng)用分辨率為25m以內(nèi)的高程數(shù)據(jù)提取的坡度參數(shù)才能保證模擬的精度。“普通的計(jì)算機(jī)根本跑不動(dòng)。為了做全國(guó)高精度地形坡度數(shù)據(jù)庫(kù)，中心大力支持，專門配備了價(jià)值9萬元的工作站，是全中心最好的工作站�！�
那么地形坡度這一個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)量有多大呢?一共2TB。
1TB=1000GB=1000，000MB。按普通DVD容量約4GB計(jì)算，1TB需要250張DVD，每天一張大約要看1年。土壤坡度數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，在計(jì)算機(jī)24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，經(jīng)歷了半年時(shí)間。
可以說，光土壤坡度這一個(gè)細(xì)分項(xiàng)，王雪蕾收獲了全國(guó)一流的精確數(shù)據(jù)。面源污染估算還涉及到大氣、水文、氣象數(shù)據(jù)，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都要跟相關(guān)部門聯(lián)系。
水文數(shù)據(jù)最難，需要找水利部門獲取�！皞�(gè)人關(guān)系也拿不到全國(guó)水文站點(diǎn)數(shù)據(jù)�！蓖跹├僖欢确浅＝箲]。好在水利部每年會(huì)出一本《水文年鑒》，其中有流量、雨量、泥沙等資料，數(shù)據(jù)很全，不過全都是圖片化的內(nèi)容。王雪蕾和有關(guān)單位合作，把近20年的《水文年鑒》圖表，翻譯成數(shù)字，為模型建立打下夯實(shí)基礎(chǔ)。
在科研奮斗之路上，王雪蕾第一個(gè)孩子到來。她在單位旁邊租了一個(gè)房子�！爱�(dāng)時(shí)連1小時(shí)的哺乳假都沒有心思休，中心給予我們這么大力的支持，不做出成績(jī)來有負(fù)眾望�！�
通過不懈努力，王雪蕾初步突破了國(guó)家尺度面源污染業(yè)務(wù)化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，并在全國(guó)及流域面源污染遙感估算方面開展了一系列應(yīng)用示范，在支撐服務(wù)水環(huán)境管理方面發(fā)揮了重要作用，其承擔(dān)的“國(guó)家尺度面源污染業(yè)務(wù)化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系與應(yīng)用”項(xiàng)目還榮獲了環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
近幾年，衛(wèi)星中心的青年人每年都能申請(qǐng)到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，在《JournalofEnvironmentalInformatics》《遙感學(xué)報(bào)》《生態(tài)學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)外一流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表文章更是常態(tài)。提到中心的年輕人，中心領(lǐng)導(dǎo)評(píng)價(jià)說：“這只隊(duì)伍確實(shí)為國(guó)家做了很多貢獻(xiàn)，不僅在支撐服務(wù)環(huán)境管理方面，同時(shí)還創(chuàng)新研發(fā)了大量模型算法，推動(dòng)了我國(guó)環(huán)境遙感技術(shù)進(jìn)步�！北热�，衛(wèi)星中心組織開發(fā)的基于插件和工作流模式的環(huán)境遙感應(yīng)用軟件系統(tǒng)，楊一鵬解釋說：“即把常用的功能做成插件，并根據(jù)不同任務(wù)制定工作流，到應(yīng)用的時(shí)候就像搭積木一樣，需要哪一個(gè)拿就過來用，并按照既定的工作流開始運(yùn)行系統(tǒng)，自動(dòng)生產(chǎn)相應(yīng)的環(huán)境遙感應(yīng)用產(chǎn)品。”
這些成果，都是60多人的衛(wèi)星中心團(tuán)隊(duì)一點(diǎn)一滴積累起來的。與外界相比，衛(wèi)星中心的待遇很普通。中心有一位年輕人，自打工作嶄露頭角后，就一直有商業(yè)公司想高薪挖走，可惜小伙子根本沒動(dòng)這份心思。這樣的案例比比皆是。原因何在?答案很簡(jiǎn)單：事業(yè)留人!接受采訪的年輕人紛紛表示：“衛(wèi)星中心是我國(guó)環(huán)境遙感的主戰(zhàn)場(chǎng)，專業(yè)技術(shù)人員能在這大展身手。以科研促業(yè)務(wù)，為國(guó)家環(huán)境管理服務(wù)，對(duì)科研隊(duì)伍來說很有成就感�！�
衛(wèi)星中心成立以來，充分發(fā)揮科研的先導(dǎo)和引領(lǐng)作用，先后承擔(dān)了30多項(xiàng)環(huán)境遙感相關(guān)重大科研項(xiàng)目，在環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)載荷設(shè)計(jì)、圖像處理、大氣環(huán)境遙感應(yīng)用、水環(huán)境遙感應(yīng)用、生態(tài)環(huán)境遙感應(yīng)用等方面取得系列創(chuàng)新成果，有力促進(jìn)了環(huán)境遙感業(yè)務(wù)的拓展與深化，編制了《自然保護(hù)區(qū)人類活動(dòng)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)指南(試行)》《無人機(jī)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)基本作業(yè)規(guī)范》等技術(shù)規(guī)范。其中，《中國(guó)西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀遙感調(diào)查》《環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)工程》《國(guó)家環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)體系研究與業(yè)務(wù)化應(yīng)用》3個(gè)項(xiàng)目榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，登記軟件著作權(quán)18項(xiàng)，獲批專利16項(xiàng)，出版環(huán)境遙感相關(guān)專著40余部。
從一間20平方米的小屋發(fā)展到如今的一棟大樓(還有一棟正在建)，從6個(gè)人的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)到如今60多人的隊(duì)伍，衛(wèi)星中心踐行了科技是第一生產(chǎn)力的真理。2017年下半年，高分五號(hào)衛(wèi)星將進(jìn)入預(yù)定軌道，環(huán)境衛(wèi)星遙感事業(yè)方興未艾。
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在我們?nèi)庋劭床灰姷牡胤�，我�?guó)的環(huán)境衛(wèi)星正時(shí)刻對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，那些破壞生態(tài)環(huán)境的行為，很難逃過它們的法眼。
環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心的人們，就是開啟天空之眼的工作者，運(yùn)用衛(wèi)星遙感技術(shù)，從天上監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境的變化。作為一門實(shí)用、先進(jìn)的空間探測(cè)技術(shù)，衛(wèi)星遙感技術(shù)利用遙感器從空中探測(cè)地面環(huán)境變化，根據(jù)不同環(huán)境地物光譜特征響應(yīng)，識(shí)別地面上生態(tài)環(huán)境狀況及動(dòng)態(tài)變化。這項(xiàng)事業(yè)，我國(guó)雖然起步晚，卻發(fā)展迅速，在業(yè)務(wù)化應(yīng)用等方面已經(jīng)位居國(guó)際領(lǐng)先地位。
在不知道未來會(huì)發(fā)展成怎樣的情況下，十幾個(gè)創(chuàng)業(yè)者堅(jiān)持了下來，從無到有、從小到大開創(chuàng)了環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)事業(yè)。每個(gè)人心往一處想：要把中國(guó)自己的環(huán)境衛(wèi)星發(fā)射上天、應(yīng)用好
為籌備環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星立項(xiàng)、研制、發(fā)射、應(yīng)用等工作，2003年5月，原國(guó)家環(huán)�？偩殖闪⒘谁h(huán)境衛(wèi)星中心籌備辦。創(chuàng)業(yè)伊始，環(huán)境衛(wèi)星中心籌備辦還不到10人，“要啥沒啥，非常困難。在2009年衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心正式成立前，最多也只有15個(gè)人。”衛(wèi)星中心大氣遙感部主任厲青回憶說，“在不知道未來會(huì)發(fā)展成什么樣的情況下，這十幾個(gè)人卻始終堅(jiān)持了下來，從無到有、從小到大開創(chuàng)了環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)事業(yè)。每個(gè)人心往一處想：要把中國(guó)自己的環(huán)境衛(wèi)星發(fā)射上天、應(yīng)用好�！蓖鯓�、王文杰、魏斌、厲青、申文明、吳傳慶、羅海江、王昌佐、楊一鵬……如今這些創(chuàng)業(yè)者們，有的成長(zhǎng)為司局級(jí)干部和領(lǐng)軍人才，有的成長(zhǎng)為單位的技術(shù)帶頭人，有的成長(zhǎng)為部門領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)骨干，他們?cè)诟髯圆煌膷徫簧习l(fā)揮著重要作用。
湖庫(kù)藍(lán)藻水華暴發(fā)、全國(guó)秸稈焚燒、區(qū)域生態(tài)破壞等，環(huán)境衛(wèi)星的發(fā)射和應(yīng)用，讓環(huán)保部門心中有了底。比如河流斷流監(jiān)測(cè)，有的地方上報(bào)：地面斷流了，因此沒有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)�！笆聦�(shí)上有可能是水污染比較嚴(yán)重，是否真的斷流了，利用環(huán)境衛(wèi)星很容易看到�！彼h(huán)境遙感部負(fù)責(zé)人朱利說。2016年，巢湖暴發(fā)大面積水華，環(huán)境衛(wèi)星遙感第一時(shí)間監(jiān)測(cè)到變化，并及時(shí)上報(bào)了監(jiān)測(cè)結(jié)果。
此外，突發(fā)環(huán)境事件和自然災(zāi)害發(fā)生后對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響如何，自然保護(hù)區(qū)生態(tài)破壞是什么情況，環(huán)境衛(wèi)星都能派上用場(chǎng)。
2010年大連溢油事件發(fā)生后，盡管大連天氣狀況不好，但衛(wèi)星中心還是很快獲取了雷達(dá)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，并充分發(fā)揮無人機(jī)技術(shù)特長(zhǎng)，到溢油事件現(xiàn)場(chǎng)做精確勘察，分析溢油的分布范圍及擴(kuò)散情況，為溢油污染后處理提供了有力的技術(shù)支持。同年，東北發(fā)生化學(xué)原料桶流入松花江事件，當(dāng)時(shí)流入江里的化學(xué)原料桶有數(shù)千個(gè)，環(huán)境衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到它們大致的位置，又利用無人機(jī)拍攝了分辨率高達(dá)0.2米的高精度圖像，完成了化學(xué)原料桶查找和打撈。
2011年3月10日，云南盈江發(fā)生5.8級(jí)地震，衛(wèi)星中心工作人員連夜加班，火速處理圖像、分析數(shù)據(jù)，利用環(huán)境衛(wèi)星對(duì)周邊飲用水水源地和自然保護(hù)區(qū)的環(huán)境影響進(jìn)行監(jiān)測(cè)和評(píng)估，第二天一早就將報(bào)告送到了環(huán)境保護(hù)部。
有時(shí)候，環(huán)境衛(wèi)星還能成為無懈可擊的“證人”。目前，根據(jù)國(guó)家生態(tài)保護(hù)管理需要，自2016年起，衛(wèi)星中心已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了每年兩次對(duì)400多個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的遙感動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。“一年內(nèi)看兩次，問題就無處遁形。原來是草地，后來成耕地了，原來是林地，后來用來蓋房子了。通過對(duì)自然保護(hù)區(qū)同時(shí)相、不同年份遙感影像的比對(duì)分析，就可以判斷出有問題的地方�！毙l(wèi)星中心劉玉平副主任說。
衛(wèi)星中心生態(tài)遙感部負(fù)責(zé)人侯鵬介紹，環(huán)境衛(wèi)星遙感可以鎖定自然保護(hù)區(qū)生態(tài)破壞的證據(jù)，目前在自然保護(hù)區(qū)綜合監(jiān)管方面已發(fā)揮了關(guān)鍵作用。如騰格爾沙漠生態(tài)破壞、祁連山自然保護(hù)區(qū)礦產(chǎn)非法開采，都是衛(wèi)星遙感第一時(shí)間鎖定證據(jù)，及時(shí)呈報(bào)上級(jí)管理部門，作為責(zé)任追究的鐵證。
現(xiàn)如今，衛(wèi)星中心已初步構(gòu)建了一套比較完整的環(huán)境衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)體系，涉及水、氣、生態(tài)、土壤、核安全、監(jiān)察執(zhí)法等等。綜合業(yè)務(wù)部主任楊一鵬說，衛(wèi)星中心的日常工作是根據(jù)國(guó)家環(huán)境管理的不同需求，分配任務(wù)給水環(huán)境遙感部、大氣環(huán)境遙感部、生態(tài)環(huán)境遙感部等不同業(yè)務(wù)部門，“我們接下環(huán)境管理各業(yè)務(wù)司局的‘訂單’，把任務(wù)分類下達(dá)給部門，‘生產(chǎn)’后再交付給各司局，整體上實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)化運(yùn)行。”
高分五號(hào)衛(wèi)星2012年底立項(xiàng)，2016年6月完成初樣研制，目前衛(wèi)星已進(jìn)入整星測(cè)試實(shí)驗(yàn)。這顆衛(wèi)星的發(fā)射，將是我國(guó)高光譜衛(wèi)星遙感發(fā)展的里程碑，也將為我國(guó)大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)發(fā)展提供新的契機(jī)
2017年底，衛(wèi)星中心還將完成發(fā)射高分五號(hào)衛(wèi)星的科研工作。關(guān)心我國(guó)遙感技術(shù)發(fā)展的人都知道，高分專項(xiàng)工程是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006~2020年)》的16個(gè)重大科技專項(xiàng)之一，是高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)的簡(jiǎn)稱，在網(wǎng)絡(luò)上被親切地稱為“中國(guó)人自己的全球觀測(cè)系統(tǒng)”，于2010年啟動(dòng)實(shí)施。2013年以來，高分一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)衛(wèi)星陸續(xù)發(fā)射升空，實(shí)現(xiàn)了亞米級(jí)高空間分辨率與高時(shí)間分辨率的有機(jī)結(jié)合，為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了前所未有的高分辨監(jiān)測(cè)手段。
高分五號(hào)衛(wèi)星是高分專項(xiàng)中唯一一顆實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率重要使命的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星，是國(guó)家高分辨率對(duì)地觀測(cè)能力的重要標(biāo)志之一。經(jīng)過4年多的研發(fā)，目前高分五號(hào)衛(wèi)星已完成正樣研制，基本具備了出廠條件，按計(jì)劃將于2017年下半年發(fā)射。“高分五號(hào)衛(wèi)星的研制與發(fā)射，將填補(bǔ)我國(guó)對(duì)NO2、SO2等污染氣體開展高精度、定量化遙感監(jiān)測(cè)的空白，同時(shí)對(duì)我國(guó)水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境遙感定量化、精細(xì)化監(jiān)測(cè)也具有重要作用�！睏钜基i說。
高分五號(hào)衛(wèi)星攜帶6個(gè)載荷，包括可見短波紅外高光譜相機(jī)、全譜段光譜成像探測(cè)儀、痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體探測(cè)儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀和大氣環(huán)境紅外線高分辨率探測(cè)儀，技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，研制難度很大。
衛(wèi)星中心具體負(fù)責(zé)高分專項(xiàng)工作的高級(jí)工程師趙少華說：“高分五號(hào)衛(wèi)星攜帶的痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體探測(cè)儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測(cè)儀和大氣環(huán)境紅外線高分辨率探測(cè)儀4個(gè)大氣載荷，可有效探測(cè)大氣污染氣體、溫室氣體、氣溶膠等大氣環(huán)境要素;可見短波紅外高光譜相機(jī)和全譜段光譜成像探測(cè)儀，陸地觀測(cè)載荷的分辨率達(dá)20m~40m，能夠有效緩解我國(guó)水環(huán)境、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)以及環(huán)境監(jiān)管領(lǐng)域遙感應(yīng)用中高光譜數(shù)據(jù)、高分辨率紅外數(shù)據(jù)的缺乏�！�
高分五號(hào)衛(wèi)星2012年底立項(xiàng)，2016年6月完成初樣研制，目前衛(wèi)星已進(jìn)入整星測(cè)試實(shí)驗(yàn)。從立項(xiàng)到今年衛(wèi)星發(fā)射，不過才5年時(shí)間。楊一鵬感慨到：“考慮到其難度，5年時(shí)間已經(jīng)相當(dāng)高效�！边@顆衛(wèi)星的成功發(fā)射，將是我國(guó)高光譜衛(wèi)星遙感發(fā)展的里程碑，也將為我國(guó)大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)發(fā)展提供新的契機(jī)。
這只年輕的隊(duì)伍為國(guó)家做了很多貢獻(xiàn)，不僅在支撐服務(wù)環(huán)境管理方面，同時(shí)還創(chuàng)新研發(fā)了大量模型算法，推動(dòng)了我國(guó)環(huán)境遙感技術(shù)進(jìn)步
從環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星到高分辨環(huán)境衛(wèi)星，環(huán)境遙感事業(yè)發(fā)展造就了一大批技術(shù)人員和業(yè)務(wù)骨干。
水環(huán)境遙感部王雪蕾的第二個(gè)小生命到來時(shí)，她還渾然不覺。作為衛(wèi)星中心水環(huán)境遙感部的研究員、第二批國(guó)家環(huán)境保護(hù)專業(yè)技術(shù)青年拔尖人才，2016年初，她全身心放在建設(shè)水環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)上。直到身體抱恙到醫(yī)院檢查時(shí)，醫(yī)生忍不住責(zé)怪她：“你已經(jīng)懷孕了居然不知道?孩子都兩個(gè)月了!”
王雪蕾是個(gè)特別能鉆研的人，用中心領(lǐng)導(dǎo)的話來說：“通過她一個(gè)人的努力，就給中心開拓出一個(gè)新的業(yè)務(wù)方向�！�
2010年，北京師范大學(xué)博士后王雪蕾被衛(wèi)星中心招錄，她很快喜歡上這里的工作，卻又感覺到深深的壓力。衛(wèi)星中心是中國(guó)環(huán)境遙感應(yīng)用的主戰(zhàn)場(chǎng)，每一個(gè)博士都有一個(gè)研究方向，每個(gè)人都能獨(dú)擋一面。王雪蕾碩士期間從事自然地理研究，方向?yàn)橥寥篮偷叵滤�，博士轉(zhuǎn)為學(xué)遙感，博士后主攻岸邊帶。她的專長(zhǎng)在于算法，喜歡和數(shù)字打交道。
當(dāng)時(shí)，面源污染監(jiān)測(cè)很難，網(wǎng)格化管理要求清楚單元污染的情況，要通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行演算，涉及農(nóng)田、城市、土壤、畜牧養(yǎng)殖等多個(gè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)。2010年時(shí)，全國(guó)范圍的面源污染監(jiān)測(cè)幾乎無法做到，在國(guó)際上都是待攻克的難題。
“你要不挑戰(zhàn)一下？”中心領(lǐng)導(dǎo)給了她一個(gè)科研方向。要進(jìn)行全國(guó)面源污染監(jiān)測(cè)，科學(xué)界雖然有模型，但是不能計(jì)算全國(guó)情況。這其中最難啃的硬骨頭在于：數(shù)據(jù)庫(kù)的建立。這里的數(shù)據(jù)庫(kù)涉及的領(lǐng)域太多，有的雖然能買到，但是精度比較粗糙。拿土壤一塊領(lǐng)域來說，她積極奔走，最終得到了教育部“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”特聘教授戴永久老師的支持。
這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，眾所周知，我國(guó)地形并非一馬平川，其上下起伏高低不平，比較典型的指標(biāo)為地形坡度。在做土壤侵蝕模型時(shí)，只有應(yīng)用分辨率為25m以內(nèi)的高程數(shù)據(jù)提取的坡度參數(shù)才能保證模擬的精度。“普通的計(jì)算機(jī)根本跑不動(dòng)。為了做全國(guó)高精度地形坡度數(shù)據(jù)庫(kù)，中心大力支持，專門配備了價(jià)值9萬元的工作站，是全中心最好的工作站�！�
那么地形坡度這一個(gè)指標(biāo)的數(shù)據(jù)量有多大呢?一共2TB。
1TB=1000GB=1000，000MB。按普通DVD容量約4GB計(jì)算，1TB需要250張DVD，每天一張大約要看1年。土壤坡度數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，在計(jì)算機(jī)24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，經(jīng)歷了半年時(shí)間。
可以說，光土壤坡度這一個(gè)細(xì)分項(xiàng)，王雪蕾收獲了全國(guó)一流的精確數(shù)據(jù)。面源污染估算還涉及到大氣、水文、氣象數(shù)據(jù)，每一項(xiàng)數(shù)據(jù)都要跟相關(guān)部門聯(lián)系。
水文數(shù)據(jù)最難，需要找水利部門獲取�！皞�(gè)人關(guān)系也拿不到全國(guó)水文站點(diǎn)數(shù)據(jù)�！蓖跹├僖欢确浅＝箲]。好在水利部每年會(huì)出一本《水文年鑒》，其中有流量、雨量、泥沙等資料，數(shù)據(jù)很全，不過全都是圖片化的內(nèi)容。王雪蕾和有關(guān)單位合作，把近20年的《水文年鑒》圖表，翻譯成數(shù)字，為模型建立打下夯實(shí)基礎(chǔ)。
在科研奮斗之路上，王雪蕾第一個(gè)孩子到來。她在單位旁邊租了一個(gè)房子。“當(dāng)時(shí)連1小時(shí)的哺乳假都沒有心思休，中心給予我們這么大力的支持，不做出成績(jī)來有負(fù)眾望�！�
通過不懈努力，王雪蕾初步突破了國(guó)家尺度面源污染業(yè)務(wù)化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，并在全國(guó)及流域面源污染遙感估算方面開展了一系列應(yīng)用示范，在支撐服務(wù)水環(huán)境管理方面發(fā)揮了重要作用，其承擔(dān)的“國(guó)家尺度面源污染業(yè)務(wù)化遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系與應(yīng)用”項(xiàng)目還榮獲了環(huán)境保護(hù)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
近幾年，衛(wèi)星中心的青年人每年都能申請(qǐng)到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，在《JournalofEnvironmentalInformatics》《遙感學(xué)報(bào)》《生態(tài)學(xué)報(bào)》等國(guó)內(nèi)外一流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表文章更是常態(tài)。提到中心的年輕人，中心領(lǐng)導(dǎo)評(píng)價(jià)說：“這只隊(duì)伍確實(shí)為國(guó)家做了很多貢獻(xiàn)，不僅在支撐服務(wù)環(huán)境管理方面，同時(shí)還創(chuàng)新研發(fā)了大量模型算法，推動(dòng)了我國(guó)環(huán)境遙感技術(shù)進(jìn)步。”比如，衛(wèi)星中心組織開發(fā)的基于插件和工作流模式的環(huán)境遙感應(yīng)用軟件系統(tǒng)，楊一鵬解釋說：“即把常用的功能做成插件，并根據(jù)不同任務(wù)制定工作流，到應(yīng)用的時(shí)候就像搭積木一樣，需要哪一個(gè)拿就過來用，并按照既定的工作流開始運(yùn)行系統(tǒng)，自動(dòng)生產(chǎn)相應(yīng)的環(huán)境遙感應(yīng)用產(chǎn)品�！�
這些成果，都是60多人的衛(wèi)星中心團(tuán)隊(duì)一點(diǎn)一滴積累起來的。與外界相比，衛(wèi)星中心的待遇很普通。中心有一位年輕人，自打工作嶄露頭角后，就一直有商業(yè)公司想高薪挖走，可惜小伙子根本沒動(dòng)這份心思。這樣的案例比比皆是。原因何在?答案很簡(jiǎn)單：事業(yè)留人!接受采訪的年輕人紛紛表示：“衛(wèi)星中心是我國(guó)環(huán)境遙感的主戰(zhàn)場(chǎng)，專業(yè)技術(shù)人員能在這大展身手。以科研促業(yè)務(wù)，為國(guó)家環(huán)境管理服務(wù)，對(duì)科研隊(duì)伍來說很有成就感。”
衛(wèi)星中心成立以來，充分發(fā)揮科研的先導(dǎo)和引領(lǐng)作用，先后承擔(dān)了30多項(xiàng)環(huán)境遙感相關(guān)重大科研項(xiàng)目，在環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)載荷設(shè)計(jì)、圖像處理、大氣環(huán)境遙感應(yīng)用、水環(huán)境遙感應(yīng)用、生態(tài)環(huán)境遙感應(yīng)用等方面取得系列創(chuàng)新成果，有力促進(jìn)了環(huán)境遙感業(yè)務(wù)的拓展與深化，編制了《自然保護(hù)區(qū)人類活動(dòng)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)指南(試行)》《無人機(jī)環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)基本作業(yè)規(guī)范》等技術(shù)規(guī)范。其中，《中國(guó)西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀遙感調(diào)查》《環(huán)境一號(hào)衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用系統(tǒng)工程》《國(guó)家環(huán)境質(zhì)量遙感監(jiān)測(cè)體系研究與業(yè)務(wù)化應(yīng)用》3個(gè)項(xiàng)目榮獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，登記軟件著作權(quán)18項(xiàng)，獲批專利16項(xiàng)，出版環(huán)境遙感相關(guān)專著40余部。
從一間20平方米的小屋發(fā)展到如今的一棟大樓(還有一棟正在建)，從6個(gè)人的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)到如今60多人的隊(duì)伍，衛(wèi)星中心踐行了科技是第一生產(chǎn)力的真理。2017年下半年，高分五號(hào)衛(wèi)星將進(jìn)入預(yù)定軌道，環(huán)境衛(wèi)星遙感事業(yè)方興未艾。
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