无论是四川木里县火灾、长江流域洪灾,还是墨西哥地震、埃塞俄比亚洪水,近年来,通过遥感卫星这一“太空之眼”传回图像,利用遥感卫星对地观测技术成为应对国内外各类灾害的利器。
作为我国陆地观测卫星数据集中处理和运行分发中心,航天科技集团所属中国资源卫星应用中心(下称“中心”)通过准确的监测和评估,为应急减灾提供了科学的数据服务保障。同时遥感卫星对地观测技术还应用于气象、海洋、测绘、环境监测等发展需求,创造了巨大的经济社会效益。
中心主任岳涛告诉记者,我国遥感卫星正处在快速转型发展时期。站在“十四五”发展的新起点上,预计2025年我国民用陆地观测卫星总量在轨30颗以上,届时形成高分辨率、多尺度、近实时观测能力,陆地观测卫星应急服务能力将进一步提升。
“太空之眼”救灾减灾成果显著
2018年1月6日晚8时左右,长江口以东约290公里处发生东海撞船溢油事故。在海风、海流共同作用下,失事油轮开始向西北方向漂移,撞船后溢油的走向引起多方重大关注。
接到通知的第一时间,中心立即启动应急机制,及时调动遥感卫星安排成像,第一时间呈现影像处理结果,海洋专家将据此判断溢油的面积以及未来的大致走向。
时间紧急,任务复杂。中心遥感运行部部长曾湧告诉记者,不仅需要知道有哪些卫星经过,而且需要判断该卫星是否处于测控范围内。雷达卫星成像数据接收之后还需要进行处理,因此相关工作人员需要在特定的时间点工作。
整个事件的应急观测直到5月底才结束,5个月的时间里几乎没有喘息的机会。通过“太空之眼”传回图像及时呈现了溢油情况,为后续应急处理提供了重要的依据,可将危害影响降至最低。
这只是一个缩影,折射出遥感技术在应急管理中的独特作用。在应对利奇马台风、四川木里县火灾,在武汉火神山医院建设中,遥感卫星如同人们从天上遥远地感知地面的“眼睛”,俯瞰大地,拍摄传回台风运动、森林大火、地震破坏、洪水泛滥等近实时图像和照片,为应急判断和决策提供支撑。
“遥感卫星运行轨道相对固定,居高临下遥望大地,提供了另一种看目标的方式,是对人类观测目标的一个重要补充,尤其在应急救灾方面的作用不可替代。”曾湧说。
自1999年10月第一颗陆地观测卫星中巴地球资源卫星01星(CBERS-01)成功发射至今,我国已成功发射民用陆地观测卫星29颗,其中24颗卫星在轨运行,具备全天候、全天时成像的观测能力。
20余年间,我国能够用于灾害监测的国产卫星资源日益丰富,遥感卫星支撑应急救灾的能力明显增强。回顾2008年汶川地震期间,彼时可用于对地应急救灾的资源卫星只有两颗,一个月的观测时间仅能交出一幅有效的图像。据应急管理部国家减灾中心的统计,2008年汶川地震期间,获取的22种灾后卫星数据中仅有23%为国产遥感数据。
而现在,针对重特大自然灾害,获取的多尺度灾后国产遥感卫星的种类、数量、质量等均有大幅提升。截至目前我国陆地观测系列卫星数据分发总量超过5100余万景,仅2020年度数据分发量超过1000万景,年度分发量快速增长。遥感卫星数据被广泛应用于国土资源、城市规划、环境监测、防灾减灾、农业、林业、水利等重要领域,取得了巨大的社会效益。
灾情监测锻造快速响应硬核能力
遥感卫星数量增多的同时,中心还建立了科学的数据获取机制,遥感卫星数据获取时效性显著提升。
曾湧介绍,相比十年前以天为计算的灾害遥感应急监测时效,目前中高分辨率遥感应急监测时效已提高,数据获取时效也已大幅提升。
值得一提的是,作为24小时不休息的“眼睛”,遥感卫星所扮演的角色不仅仅是灾害发生后提供卫星图像数据,其灾前预警的作用也越来越突出。据悉,自然灾害的发生是一个渐变的过程,表现为时间轴上系列变化的累计结果。遥感卫星可以通过预先对灾害高发地特定时期的重点监控,实现早发现早预防,进而达到防灾减灾的目的。
以应对森林火灾为例,中心研发了森林火灾应急监测服务平台,集预警监测和灾害监测于一体,每日调用高轨卫星对林火风险区进行轮巡监测,及时发现疑似火点目标,并快速调用高分辨率卫星对火灾区域进行应急动态监测,获取更加精细的灾情信息,为火灾救援和灾后评估提供支持。
“适应新时代应急管理工作新定位、新要求,满足全天候、全天时、全要素、全球化服务的灾害监测业务需求,灾害遥感应用从注重灾后监测评估向注重灾前风险监测转变。”岳涛表示,中心正在加强遥感应用与云计算、数据、人工智能等前沿技术的融合,打造面向多灾种、全过程和多要素的立体监测能力。
随着应急灾害管理水平的提高,我国对陆地观测卫星的应急需求呈爆发式增长,对海量数据处理的时效与可靠性也提出了更高的要求。中心正进一步发力地面处理系统建设,目前中心自主研发的地面处理系统具备120PB在线存储能力、日均20TB原始数据处理能力、2000万亿次计算能力以及7×24小时服务能力,确保应急任务第一时间得到应答及处理。
岳涛介绍,目前中心正在针对高分辨率对地观测系统重大专项系列卫星进