紫　曉

2008年5月12日，汶川特大地震震驚中外，以遙感衛(wèi)星，通信衛(wèi)星等組成的“太空救援隊”，為救災指揮、次生災害的預防、災害評估以及災后重建等決策提供了基礎信息。但各類衛(wèi)星在救災中發(fā)揮了重要作用的同時，也暴露出一些不足。大震過后，加強我國航天高科技的發(fā)展，構筑我國防災減災天基信息保障系統(tǒng)，日益引起重視和關注。

大震告訴我們什么?

大震給我國發(fā)展衛(wèi)星遙感技術的啟示是多方面的。第一時間(幾小時內(nèi))獲取準確信息，對于了解災害、正確決策具有重要意義。雖然我國的遙感衛(wèi)星在災害發(fā)生后很快獲取了災區(qū)的信息，而目前我國在軌運行的遙感衛(wèi)星數(shù)量還遠遠不夠，多顆衛(wèi)星組網(wǎng)的聯(lián)合立體觀測尚未實現(xiàn)，達不到在任何時間、對任何地點、任何目標實施全天時，全天候的立體監(jiān)測。在突發(fā)的災害面前，很難對災區(qū)實施快速覆蓋，很難保證及時為抗震救災提供大量的衛(wèi)星影像。同時，我國現(xiàn)有的遙感衛(wèi)星的綜合利用也需要大大加強。因此，加強我國地球觀測空間基礎設施建設，多種衛(wèi)星、多種手段一起應用，以保證應急期間在第一時間快速獲取衛(wèi)星數(shù)據(jù)，是應急監(jiān)測中需要著力解決的問題。

中國資源衛(wèi)星應用中心在應用“資源一號”衛(wèi)星實踐中發(fā)現(xiàn)，雖然衛(wèi)星提供了大量的圖像資料，但也暴露出許多不足。主要是：高分辨率數(shù)據(jù)有限。地震發(fā)生時，“資源一號”02B星不在震中上空，即便采用大角度側擺也難以及時對災區(qū)成像，因此災害監(jiān)測主要是采用CCD影像數(shù)據(jù)進行的。雖然CCD相機的幅寬對于開展宏觀的災害監(jiān)測具有一定的優(yōu)勢，但其分辨率相對較低，對于城市細節(jié)，如房屋倒塌、道路橋梁損壞等信息的監(jiān)測還有一定的困難。

衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)時效性不足。災害監(jiān)測的一個重要特點就是快速反應，在災害發(fā)生后要盡快獲得災區(qū)的影像數(shù)據(jù)，而且對災區(qū)的監(jiān)測要具有連續(xù)性，能夠及時掌握災情的動態(tài)發(fā)展。因此時間分辨率就顯得尤為重要，資源衛(wèi)星雖然有側擺功能，但軌道是固定的，CCD相機的重訪周期為26天，不像有些小衛(wèi)星那么靈活，可以編程快速獲取指定地區(qū)的衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸不能滿足災害監(jiān)測應急反應需求。在災害監(jiān)測過程中，密云地面站接收數(shù)據(jù)后通過光纖傳至地面站總部，再從地面站傳至中心總計需要約2個半小時時間，嚴重影響了災害監(jiān)測應急反應速度。圖像的幾何定位精度和輻射精度有待提高。幾何定位精度如果很高，那么不需要進行精確的幾何校正就可以進行災情信息提取，可以節(jié)省很多時間進行災情快速評估，提高應急災害監(jiān)測的快速反應能力。在精確地對各種信息進行分類提取，定量評估災情方面，我國資源衛(wèi)星與國外同類衛(wèi)星相比還有待進一步提高。

衛(wèi)星的幅寬還有待提高。通常情況下，高分辨率衛(wèi)星的幅寬較小，而國外某些衛(wèi)星可用兩臺相機同時成像，有效地擴大了幅寬，如“斯波特－5”的2.5米分辨率圖像幅寬達到60千米。

在圖像細節(jié)信息方面，與國外也有差距，圖像的細節(jié)決定地震災害覆蓋范圍提取的準確度。衛(wèi)星數(shù)據(jù)和基礎地理信息數(shù)據(jù)的共享有待加強。目前國內(nèi)發(fā)射數(shù)顆遙感衛(wèi)星，還有一些公司代理國外的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)大多數(shù)分散在具體的各個部門，未能實現(xiàn)共享……

在抗震救災中，僅僅為災區(qū)提供能判別出較大山體塌方、堰塞湖等信息是遠遠不夠的，提供的圖像既要具有很高的空間分辨率，也需要可見光圖像和微波遙感圖像相互補充，這樣才能提供豐富可用的信息。如何進一步提高遙感衛(wèi)星圖像分辨率，在加快可見光遙感衛(wèi)星技術發(fā)展的同時，加快雷達衛(wèi)星的發(fā)展，充分發(fā)揮微波遙感的威力，實現(xiàn)多種遙感手段相互配合，以便及時獲取更多的全天候、精細化，高精度、定量化、信息豐富的災區(qū)圖像，是一個需要引起高度關注的問題……

防災減災體系需要加強。由于缺乏統(tǒng)一的體系組織和管理協(xié)調(diào)，國內(nèi)外可接收的在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)沒有得到有效的綜合利用，其潛能沒有得到充分發(fā)揮，資料利用率較低；國內(nèi)現(xiàn)有衛(wèi)星如何開展綜合利用缺乏政策指導，也沒有具體的有效措施，在應急時很難做到統(tǒng)一部署和相互配合。

明天的安寧要從今天起步

大震之后，如何發(fā)揮航天高科技手段，提高我國減災防災水平，航天專家在思考，有關部門在思考。

專家認為，我國是一個自然災害頻發(fā)的國家，每一次重大自然災害都會考驗著電力、通信、交通等重要基礎設施，只有通過對自然環(huán)境發(fā)生的異?；蚣ち易兓M行全面長期有效和連續(xù)不間斷的監(jiān)測，才能確定成災預兆，并對災情進行監(jiān)視和評估。天基信息保障系統(tǒng)的建立，具有其它地面手段所不可替代的作用。作為空間基礎設施，需要早規(guī)劃、早實施，盡快投入運行，而加強國家減災防災天基信息保障體系建設勢在必行。

國家海洋局的專家認為，對自然災害的監(jiān)測是“測、報、防、抗、救、援”防災減災體系鏈中的先導性措施。面對自然災害，首先要做好監(jiān)測，通過對自然災害的監(jiān)測提供數(shù)據(jù)和信息，為自然災害的示警和預報、抗災、減災提供更快，更準、更豐富的信息，是抗災減災工作的首要環(huán)節(jié)。在加強地面各類要素觀測的同時，迫切需要快速發(fā)展全天時、全天候、高時間分辨率、高空間分辨率、高輻射分辨率、多種用途的對地觀測系統(tǒng)，這類空間基礎設施的建設越早越好。

國家減災委的專家認為，應該盡快實現(xiàn)環(huán)境減災星座與高分辯率系統(tǒng)衛(wèi)星組網(wǎng)運行；要建立國家級衛(wèi)星、航空資源應急協(xié)調(diào)長效機制；建立基于減災衛(wèi)星應用系統(tǒng)，建立多星，多載荷、高時效的遙感減災應用平臺；突破多星資源應用科技關鍵技術，推廣遙感減災應用示范工程，提高地方遙感應用水平。

中國空間技術研究院的專家指出，應急救災對我國發(fā)展高分辨率衛(wèi)星技術手段方面，提出了高清晰、多時段、全天候、多譜段、三維立體成像、數(shù)據(jù)存儲回放等需求，必須迅速建立由數(shù)顆衛(wèi)星和相應地面應用系統(tǒng)構成的國家防災減災天基信息保障體系，實現(xiàn)全天候、全天時、全方位、無縫隙的監(jiān)測和預報，并實現(xiàn)適時可靠的傳輸與共享。針對我國現(xiàn)有的氣象衛(wèi)星，資源衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星以及環(huán)境與減災小衛(wèi)星星座等衛(wèi)星對地觀測體系，應補充發(fā)展高分辨、寬覆蓋、多頻段、多極化的微波遙感成像技術?？篂臏p災必須具備機動快速調(diào)度與服務能力，在災情出現(xiàn)前后能對受災區(qū)域實施不間斷監(jiān)測。為此，國家減災委專家建議在3至5年內(nèi)，利用已有技術發(fā)射多顆高分辨率雷達衛(wèi)星觀測系統(tǒng)，同時實現(xiàn)環(huán)境衛(wèi)星與高分辨率遙感系統(tǒng)星座組網(wǎng)運行。

一些專家說，建設空間基礎設施，首先要做好總體設計，研制防災減災系列衛(wèi)星，保證衛(wèi)星長壽命在軌連續(xù)運行；逐步提高探測器的性能，提高衛(wèi)星應用水平；保證星地系統(tǒng)一體化運行，實現(xiàn)多衛(wèi)星的統(tǒng)一調(diào)度，發(fā)揮衛(wèi)星的綜合效應。

加快雷達衛(wèi)星的發(fā)展，增加其在軌數(shù)量。由于此類衛(wèi)星在災害監(jiān)測上具有全天候、全天時、大范圍觀測、不受災區(qū)環(huán)境影響和對任何危險地區(qū)進行監(jiān)測等優(yōu)勢，專家建議，要加快雷達衛(wèi)星的發(fā)展。由于震前、震期和震后要求差別大，特別是震期對時間分辨率要求高，單顆衛(wèi)星很難滿足要求，所以要考慮采用多顆衛(wèi)星組網(wǎng)連續(xù)覆蓋，并具有全天候監(jiān)測和凝視能力；實現(xiàn)多頻段、多極化；通過多頻段、多極化數(shù)據(jù)融合，以獲取更多信息；要大幅度提高時間分辨率和空間分辨率。測繪部門的專家認為，要加強高性能、高效率測繪衛(wèi)星的發(fā)展，以提高抗災保障能力和效率。由此可見，利用航天遙感手段預防和減輕自然災害是大勢所趨。

彌補我國衛(wèi)星通信的“短板”

汶川地震造成通信系統(tǒng)嚴重破壞，給了解情況，指揮抗震救災帶來了極大的困難。然而，一場大震何以造成通信癱瘓，該怎樣避免在自然災害面前通信失靈的問題重蹈覆轍?航天專家們對此展開了思考，這對加強我國通信衛(wèi)星系統(tǒng)建設，增強在應急情況下的通信保障能力頗有啟示。

航天專家戚發(fā)軔院士認為，目前我國移動通信系統(tǒng)主要通過地面蜂窩傳輸來實現(xiàn)，而當通信光纜和地面設施遭到破壞后，通信必將陷于癱瘓，汶川地震震中地區(qū)無法與外界聯(lián)系，就是一個有力的證明。由于我國還沒有自主的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，災害救援人員只能使用如海事衛(wèi)星電話等國外衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，這種狀況，不但難以保障搶險救災對應急通信的需求，而且通信系統(tǒng)是外國的，使得我國在衛(wèi)星移動通信業(yè)務發(fā)展中沒有主動權。此類狀況也使我國難以獲得完備的通信安全機制，同時也沒有通信保密可言。

還有業(yè)內(nèi)專家認為，目前我國境內(nèi)的衛(wèi)星運營企業(yè)擁有“中衛(wèi)一號”、“鑫諾一號”、“鑫諾三號”、“中星六號B”和“中星九號”等5顆在軌運營衛(wèi)星，而這些衛(wèi)星資源都實行企業(yè)市場化運作，國家沒有通信衛(wèi)星資源的戰(zhàn)略儲備，遇到緊急狀況時，只能主要依靠衛(wèi)星運營企業(yè)的臨時調(diào)撥，這種狀況滿足不了應急需求。

衛(wèi)星寬帶通信在寬帶服務方面具有優(yōu)勢，在災害發(fā)生時，可以提供實時的寬帶多媒體信息，為災區(qū)提供雙向視頻語音通信、新聞稿件和圖片傳輸、災區(qū)受損情況數(shù)據(jù)和圖像傳輸?shù)热轿坏耐ㄐ疟Ｕ稀４送?，衛(wèi)星寬帶通信還可以實現(xiàn)遠程教育、遠程醫(yī)療和寬帶上網(wǎng)等諸多業(yè)務，是地面寬帶通信網(wǎng)絡的一個重要補充，而我國目前還沒有自主的寬帶通信衛(wèi)星。

目前的現(xiàn)狀是：國內(nèi)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)大多為行業(yè)專網(wǎng)、商業(yè)網(wǎng)缺乏扶植，各地沒有備用系統(tǒng)，在出現(xiàn)自然災害等突發(fā)事件時，缺乏機動性、靈活性……

衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設要步入“快車道”

最近幾年發(fā)生的“9·11”及印度洋海嘯，倫敦地鐵恐怖爆炸等突發(fā)事件中，衛(wèi)星通信發(fā)揮了極其重要的作用。日本阪神大地震期間，災區(qū)與外界的通信主要依靠各種移動衛(wèi)星電話、衛(wèi)星應急通信車和便攜式國際海事衛(wèi)星移動終端等設備。共有8顆日本國內(nèi)通信廣播衛(wèi)星和多顆國際通信衛(wèi)星投入救災行動，在短期內(nèi)建立起了應急通信系統(tǒng)，為災民提供了衛(wèi)星電話通信服務。美國卡特里娜颶風災害救援行動中，多顆通信衛(wèi)星“齊上陣”，以便供災區(qū)使用。美國在災后的評估報告中認為：在應急響應情況下，不能過分依賴地面通信系統(tǒng)，衛(wèi)星通信是此時不可或缺的戰(zhàn)略性資源。通信衛(wèi)星在我國南方冰雪災害和四川地震救災活動中的應用再次證明，衛(wèi)星通信系統(tǒng)是國家電信基礎設施的重要組成部分，在國家應急救災響應中具有不可替代的作用。為此，世界各國均對建立社會應急系統(tǒng)給予了高度的重視，特別是借助衛(wèi)星，有線、無線等通信技術建立了專用通信系統(tǒng)，并配置衛(wèi)星通信車，衛(wèi)星移動電話、衛(wèi)星導航和地理信息服務等專用系統(tǒng)設備，以保障在自然災害、恐怖主義襲擊等突發(fā)事件發(fā)生時的信息通信順暢。

我國的衛(wèi)星通信在防災救災事業(yè)方面的需求和現(xiàn)實之間所存在的差距，也對加快我國衛(wèi)星通信系統(tǒng)的建設提出了客觀需求。專家認為，加快衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設迫在眉睫。

建議之一：國家要高度重視，加快衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設。據(jù)有關資料顯示，世界各國均對建立包括衛(wèi)星通信在內(nèi)的社會應急系統(tǒng)給予了高度的重視。國際上，航天大國均十分重視發(fā)展衛(wèi)星通信技術。美國在“9·11”襲擊和卡特琳娜颶風發(fā)生之后，針對如何更加緊密有效地整合衛(wèi)星通信與地面通信網(wǎng)絡，以提高第一響應能力，參議院舉行了專門的聽證會，呼吁為新的技術和網(wǎng)絡建立基金，為第一響應建設新的通信網(wǎng)絡，以應對未來新的災害。

“9·11”襲擊后，美國衛(wèi)星通信廣播電視的衛(wèi)星資源使用量增長了3倍，卡特琳娜颶風使奧爾良地區(qū)60％的移動電話和70％的廣播電臺癱瘓，200萬移動用戶無法通信，而固定衛(wèi)星通信、移動衛(wèi)星通信和衛(wèi)星廣播電視卻沒有受到破壞，為救援和災后重建提供了有力的支持。航天專家范本堯院士建議，國家要大力發(fā)展多用途的大容量通信衛(wèi)星，建設由衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星移動通信和衛(wèi)星寬帶通信構成的我國衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

建議之二：國家主導，建設自主衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。衛(wèi)星移動通信具有能夠充分發(fā)揮衛(wèi)星通信靈活和覆蓋寬的優(yōu)勢，是解決突發(fā)事件通信問題的有效手段。我國空間技術研究院有關專家建議，國家要從戰(zhàn)略的高度，提高對衛(wèi)星移動通信戰(zhàn)略地位的認識，對衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的建設資金給予大力支持，加速發(fā)展“S波段靜止軌道衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)”，在大災發(fā)生時，該系統(tǒng)能在第一時間實現(xiàn)快速響應，確保通信暢通。

建議之三：國家政策扶持，做好通信衛(wèi)星資源的戰(zhàn)略儲備。由于衛(wèi)星通信業(yè)具有投入大、產(chǎn)量小、科技含量高等特殊行業(yè)特點，離開政府的引導和支持，單純依靠市場力量難以保證技術、業(yè)務創(chuàng)新及其發(fā)展。專家認為，國家用于戰(zhàn)略儲備的衛(wèi)星通信資源不能完全靠市場化來解決，因此，國家應加強對衛(wèi)星通信資源的戰(zhàn)略儲備，對衛(wèi)星通信廣播進行政策扶持和經(jīng)濟投入。

責任編輯兆然