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大規(guī)模自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)的共同特點(diǎn)是對(duì)災(zāi)區(qū)的交通、電力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施造成嚴(yán)重?fù)p害，導(dǎo)致的結(jié)果是使災(zāi)區(qū)的對(duì)外交通、通信、電力中斷，外部難以及時(shí)了解到災(zāi)區(qū)的狀況，執(zhí)行救援任務(wù)的人員和物資也很難準(zhǔn)確定位到受災(zāi)位置，增加了快速有效的救援難度。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通過強(qiáng)大的遙感監(jiān)測(cè)、應(yīng)急通信和導(dǎo)航定位功能，在災(zāi)害救援過程中起到愈加重要的作用。

▲北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)概念圖

遙感監(jiān)測(cè)給救援加裝“天眼”

災(zāi)害救援中，受限于交通、通信與天氣狀況，傳統(tǒng)手段往往難以實(shí)時(shí)獲取受災(zāi)區(qū)域的狀況，而遙感監(jiān)測(cè)衛(wèi)星由于自身獨(dú)有的居高臨下優(yōu)勢(shì)，能夠快速獲取受災(zāi)地區(qū)圖像，是目前人類快速實(shí)現(xiàn)全球或大區(qū)域?qū)Φ赜^測(cè)的唯一手段，相當(dāng)于為救援行動(dòng)加裝了“天眼”，能夠有效地為災(zāi)中救援提供信息支撐。

中國(guó)自然災(zāi)害種類多樣，對(duì)遙感衛(wèi)星的技術(shù)性指標(biāo)和數(shù)量要求都不相同。納米級(jí)的高光譜衛(wèi)星可以對(duì)農(nóng)業(yè)災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害等進(jìn)行精細(xì)辨識(shí)，而不同波段、極化方式的微波遙感衛(wèi)星則可以對(duì)災(zāi)害進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)。

大尺度干旱、洪澇災(zāi)害需要大幅寬、中低分辨率遙感觀測(cè)能力，而對(duì)于由地震、滑坡、泥石流等災(zāi)害引起的房屋、道路等損毀，就需要米級(jí)甚至亞米級(jí)的空間辨識(shí)能力進(jìn)行精細(xì)化評(píng)估。

從觀測(cè)頻次角度看，災(zāi)害發(fā)生受大氣、地理環(huán)境、地質(zhì)條件等因素影響。雖然，干旱等緩發(fā)性災(zāi)害的變化較慢，對(duì)災(zāi)害重訪觀測(cè)時(shí)間要求不高，可以以天、旬等為單位進(jìn)行觀測(cè)，但臺(tái)風(fēng)、森林和草原火災(zāi)的發(fā)展變化很快，觀測(cè)時(shí)間間隔需要達(dá)到小時(shí)甚至分鐘級(jí)。因此，需要多平臺(tái)、多載荷、多分辨率相結(jié)合，通過高低軌、中高分辨率衛(wèi)星組網(wǎng)來(lái)提高災(zāi)害綜合觀測(cè)、高分辨率觀測(cè)和應(yīng)急觀測(cè)能力。

目前，我國(guó)衛(wèi)星遙感已經(jīng)向地球整體觀測(cè)和多星組網(wǎng)觀測(cè)領(lǐng)域發(fā)展，逐步形成了立體、多維、高中低分辨率結(jié)合的全球綜合觀測(cè)能力（《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃（2015年—2025年）》）。我國(guó)已基本建成“環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座”“風(fēng)云”“海洋”“資源”等衛(wèi)星系列，以高分系列衛(wèi)星為代表的新一代新型遙感衛(wèi)星正加速發(fā)展，推動(dòng)著我國(guó)災(zāi)害遙感從研究應(yīng)用型向業(yè)務(wù)服務(wù)型轉(zhuǎn)變。

另外，圍繞災(zāi)害形成機(jī)制的不同，我國(guó)在衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域做了大量的理論與應(yīng)用研究，尤其是對(duì)干旱、洪澇、地震與地質(zhì)災(zāi)害等方面的監(jiān)測(cè)取得了很多成果。在國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星及應(yīng)用技術(shù)蓬勃發(fā)展的帶動(dòng)下，出現(xiàn)了一批業(yè)務(wù)化運(yùn)行的災(zāi)害遙感應(yīng)用系統(tǒng)，這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)在支撐防災(zāi)減災(zāi)工作的科學(xué)決策方面發(fā)揮了重要作用。

同時(shí)，在高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)、衛(wèi)星及應(yīng)用戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等國(guó)家重大專項(xiàng)和產(chǎn)業(yè)化推廣項(xiàng)目支撐下，國(guó)家很多部門都開展了業(yè)務(wù)化應(yīng)用系統(tǒng)的打造和向省級(jí)部門的示范推廣。隨著“高分一號(hào)”“高分二號(hào)”和“高分四號(hào)”的發(fā)射，這些業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)在利用國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)據(jù)支撐國(guó)家與地方業(yè)務(wù)能力方面發(fā)揮了很大作用。

在災(zāi)害發(fā)生中，結(jié)合洪澇、地震、滑坡、泥石流等災(zāi)情特點(diǎn)，衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)工作主要包括災(zāi)區(qū)本底影像、地表覆蓋類型分布、人口密度分布、地形地貌、三維場(chǎng)景和災(zāi)害范圍等。

其中，災(zāi)區(qū)地表覆蓋類型主要根據(jù)高分辨率遙感影像提取居民地、耕地、林地、草地、水域等分布情況。地形地貌和三維場(chǎng)景主要基于已有的本底影像和地形信息展示災(zāi)區(qū)的地理環(huán)境。災(zāi)害范圍監(jiān)測(cè)主要是在獲取災(zāi)中遙感影像后，通過多時(shí)相數(shù)據(jù)的比對(duì)分析，快速完成災(zāi)害范圍分布圖的制作。

2008年汶川大地震發(fā)生后，遙感衛(wèi)星群發(fā)揮了巨大作用，通過使用衛(wèi)星對(duì)地震災(zāi)區(qū)進(jìn)行密集成像，同時(shí)迅速調(diào)集衛(wèi)星在之前拍攝的這一地區(qū)的圖像進(jìn)行對(duì)比，使其災(zāi)情監(jiān)測(cè)和評(píng)估的效果得到了加強(qiáng)。

因此，衛(wèi)星遙感影像在救災(zāi)指揮中已經(jīng)成為應(yīng)用最快、最廣的信息源，及時(shí)推動(dòng)了救災(zāi)指揮、災(zāi)情監(jiān)測(cè)和評(píng)估等工作。

▲印尼地震災(zāi)害國(guó)內(nèi)衛(wèi)星應(yīng)急數(shù)據(jù)覆蓋圖

▲高分二號(hào)衛(wèi)星云南普洱地震后融合影像數(shù)據(jù)

▲吉林一號(hào)衛(wèi)星拍攝老撾南部的桑片-桑南內(nèi)水電站項(xiàng)目的副壩發(fā)生潰壩的圖片

應(yīng)急通信讓救援指令“暢通無(wú)阻”

根據(jù)以往自然災(zāi)害救援經(jīng)驗(yàn)，在大規(guī)模自然災(zāi)害發(fā)生后，災(zāi)區(qū)公眾通信網(wǎng)絡(luò)往往會(huì)遭到毀滅性破壞，而這正是外界最需要了解災(zāi)情的時(shí)刻，也是災(zāi)民發(fā)出求救信號(hào)和實(shí)施自救的關(guān)鍵時(shí)刻，是搶救生命財(cái)產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)期。

在災(zāi)害造成通信中斷情況下，傳統(tǒng)應(yīng)急通信手段進(jìn)入災(zāi)區(qū)耗時(shí)較長(zhǎng)，往往需要一天甚至幾天時(shí)間，如何保證通信暢通，救援指令通暢，提高救援行動(dòng)效率，最大可能地降低傷亡和損失，是災(zāi)害應(yīng)急救助信息保障需要解決的關(guān)鍵問題。

這時(shí)，衛(wèi)星應(yīng)急通信的覆蓋面廣、靈活性高、快速部署、受地面條件限制小、自成體系的特點(diǎn)，使之成為災(zāi)中公共通信網(wǎng)絡(luò)在修復(fù)之前，應(yīng)急指揮救援的重要保障手段。

衛(wèi)星通信在災(zāi)害救援中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是滿足語(yǔ)音通信的需求，將災(zāi)情及時(shí)上報(bào)，并實(shí)時(shí)傳輸救災(zāi)指揮調(diào)度、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)人員的信息；二是滿足數(shù)據(jù)通信的需求，傳送各種災(zāi)情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以及接入互聯(lián)網(wǎng)；三是滿足視頻通信需求，將實(shí)時(shí)視頻監(jiān)測(cè)信息和現(xiàn)場(chǎng)視頻采訪信息上報(bào)，供減災(zāi)救災(zāi)指揮調(diào)度使用；最后是滿足廣播通信的需求，包括利用衛(wèi)星廣播手段向?yàn)?zāi)區(qū)發(fā)布有關(guān)災(zāi)害及救助信息，發(fā)布各項(xiàng)救災(zāi)避災(zāi)措施并及時(shí)發(fā)布災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)信息。

從國(guó)際自然災(zāi)害應(yīng)急處置上看，很多國(guó)家都充分利用了衛(wèi)星通信不受地面設(shè)施影響的特點(diǎn)，在應(yīng)急指揮和救援中發(fā)揮了不可或缺的作用。

近年來(lái)，我國(guó)同樣借助衛(wèi)星通信的優(yōu)勢(shì)開展防災(zāi)通信的各項(xiàng)工作，并取得了較好效果。例如，汶川大地震發(fā)生后，在地面通信全部中斷的情況下，多顆通信衛(wèi)星啟動(dòng)應(yīng)急通信服務(wù)，通過在現(xiàn)場(chǎng)安裝的衛(wèi)星通信小站為受災(zāi)群眾免費(fèi)提供衛(wèi)星電話服務(wù)；通過廣播電視衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了災(zāi)后實(shí)時(shí)視頻傳送，保障了災(zāi)區(qū)信息的及時(shí)傳送和指揮命令的暢通。

▲應(yīng)急衛(wèi)星通信車

▲2017年8月8日，四川阿壩州九寨溝縣發(fā)生7.0級(jí)地震，中國(guó)電信衛(wèi)星應(yīng)急通信車緊急趕赴災(zāi)區(qū)

▲九寨溝地震后緊急救援

“北斗”讓救災(zāi)行動(dòng)更加“精準(zhǔn)”

在災(zāi)中救援期間，救援隊(duì)伍的飛機(jī)、汽車以及個(gè)人在災(zāi)期災(zāi)區(qū)的復(fù)雜環(huán)境中，如何確保行動(dòng)的準(zhǔn)確性、安全性和有效性是個(gè)重要的問題，而要解決這些問題，就需要使用衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

“北斗”作為我國(guó)獨(dú)立發(fā)展、自主運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是國(guó)家正在建設(shè)的重要空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，該系統(tǒng)能夠提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，具有導(dǎo)航和通信相結(jié)合的服務(wù)特色。

通過多年發(fā)展，這一系統(tǒng)在測(cè)繪、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和國(guó)家安全等諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，起到顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，特別是在四川汶川、青海玉樹等抗震救災(zāi)中發(fā)揮了非常重要的作用。

北斗系統(tǒng)具備為救災(zāi)行動(dòng)提供實(shí)時(shí)定位的能力。在汶川地震救援過程中，為了搶在“72小時(shí)”黃金時(shí)間內(nèi)進(jìn)行救援行動(dòng)，救援管理中心以最快速度為救援隊(duì)伍調(diào)劑、配發(fā)“北斗”設(shè)備，在最短時(shí)間內(nèi)為抗震救災(zāi)總指揮部、成都軍區(qū)聯(lián)合指揮部及一線抗震救災(zāi)隊(duì)伍，搭建起了一個(gè)信息反饋及時(shí)、定位準(zhǔn)確、救援力量位置態(tài)勢(shì)共享的應(yīng)急指揮控制平臺(tái)。

同時(shí)，該系統(tǒng)也為指揮員全面掌握救災(zāi)情況、實(shí)時(shí)指揮調(diào)度救援行動(dòng)提供了可靠、有效的指揮手段，為就近部署、合理編組、快速開進(jìn)、科學(xué)施救創(chuàng)造了前提條件，爭(zhēng)取了時(shí)間。

另外，北斗系統(tǒng)還能夠?yàn)榫葹?zāi)行動(dòng)提供導(dǎo)航與信息服務(wù)。自然災(zāi)害發(fā)生后，往往伴隨著地質(zhì)環(huán)境的變化，如何準(zhǔn)確到達(dá)目的地是救援行動(dòng)的重中之重。北斗系統(tǒng)能夠指引救援隊(duì)伍準(zhǔn)確找到目標(biāo)，并可以通過雙向短文通信功能更準(zhǔn)確，及時(shí)地了解到現(xiàn)場(chǎng)狀況和指引救援隊(duì)伍行動(dòng)。例如，救援隊(duì)伍在開進(jìn)途中，有新發(fā)現(xiàn)的被圍困群眾，可以利用北斗系統(tǒng)通知指揮中心增派人員，需要直升飛機(jī)運(yùn)送傷員時(shí)，也可以將空地位置，周邊天氣情況向上級(jí)報(bào)告，方便飛機(jī)降落。

在汶川大地震期間，由于道路和通信中斷，我國(guó)空軍及時(shí)派出15名空降兵勇士，攜帶北斗一號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)從4999米的高度空降震區(qū)，在第一時(shí)間發(fā)回了關(guān)于茂縣等難以進(jìn)入地區(qū)的災(zāi)情數(shù)據(jù)，為外界及時(shí)掌握災(zāi)區(qū)情況發(fā)揮了重要作用。

總之，衛(wèi)星在災(zāi)害救援中正發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。未來(lái)，隨著衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步和對(duì)衛(wèi)星應(yīng)用的不斷研究，我們有理由相信，衛(wèi)星在抗災(zāi)救災(zāi)領(lǐng)域一定會(huì)更加不可替代。