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在人類的生存與發(fā)展過程中，免不了遭受各種自然災(zāi)害的侵襲。自古以來，水災(zāi)、旱災(zāi)、風(fēng)災(zāi)、火災(zāi)、地震、泥石流、病蟲害等各種自然災(zāi)害及次生災(zāi)害對人類的生存造成巨大的災(zāi)難和威脅。但人類也同災(zāi)害不斷抗?fàn)?，不斷通過技術(shù)進步實現(xiàn)對災(zāi)害的有效監(jiān)測、防范和評估，許多高科技產(chǎn)品在災(zāi)后救援和重建中大顯身手?？梢哉f，人類發(fā)展史也是一部人類與災(zāi)害的斗爭史。

大家對航天技術(shù)預(yù)測、防范甚至是救災(zāi)過程中的作用應(yīng)該已經(jīng)耳熟能詳了，但航天技術(shù)能為災(zāi)害評估和災(zāi)區(qū)重建做些什么，恐怕知之甚少……

▲2008年青海舟曲縣白龍江兩岸災(zāi)前災(zāi)后遙感衛(wèi)星對比圖

▲2008年青海舟曲災(zāi)后高分辨率無人機航攝影像圖

遙感衛(wèi)星開啟天眼大顯身手

相比以往依靠地面設(shè)施或空中飛機對地球和大氣進行監(jiān)測，各種衛(wèi)星可以實現(xiàn)更大區(qū)域、更快速率對地球上陸地、海洋、大氣甚至地震的監(jiān)測。在諸多衛(wèi)星家族中，遙感衛(wèi)星在災(zāi)后評估與重建中的功勛最為卓著。

遙感衛(wèi)星主要是對地球的地面和海洋進行遙感勘察，它的影像數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于國土資源調(diào)查、農(nóng)林普查、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)勘探和國內(nèi)外災(zāi)害評估等眾多領(lǐng)域，在保障國家重大任務(wù)需求、業(yè)務(wù)化應(yīng)用等方面取得了諸多成果，產(chǎn)生了巨大的社會效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

在災(zāi)后評估與重建方面，遙感衛(wèi)星同樣當(dāng)仁不讓地成為了人類的“好幫手”，通過衛(wèi)星遙感影像可以動態(tài)監(jiān)測并評估水土流失、沙漠化程度、森林火災(zāi)的蔓延情況，還可以開啟“上帝之眼”調(diào)查地震斷裂帶條數(shù)、分布、延伸及走向，評估地震的破壞力。

1987年5月，我國東北大興安嶺林區(qū)發(fā)生特大火災(zāi)，被稱為新中國成立以來最嚴重的一次森林火災(zāi)。在這場爭分奪秒撲滅森林大火的戰(zhàn)役中，我國首次將衛(wèi)星遙感影像應(yīng)用于國家重大自然災(zāi)害監(jiān)測與評估中，發(fā)揮了重要作用。

此后，在1998年長江特大洪水災(zāi)害、2008年四川汶川地震、2010年青海玉樹地震、2013年蘆山地震、2017年四川九寨溝地震等歷次重大自然災(zāi)害中，衛(wèi)星遙感影像從未缺席，為國家決策提供了強有力的數(shù)據(jù)保障與信息支持。

我國作為負責(zé)任的大國，還在澳大利亞森林大火、巴基斯坦洪水、日本地震等國際重大自然災(zāi)害中提供了大量寶貴的衛(wèi)星遙感影像，為國際上災(zāi)害評估與災(zāi)區(qū)重建做出了巨大貢獻。

高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱高分專項）是我國中長期科技發(fā)展規(guī)劃確定的16個重大科技專項之一。它不僅極大豐富了我國自主對地觀測的數(shù)據(jù)源，還具備了全球覆蓋、精確分辨、光電綜合、實時監(jiān)測、多傳感器合成的能力，可以為災(zāi)后評估與重建提供更為可靠穩(wěn)定的衛(wèi)星數(shù)據(jù)支持。

▲2011年3月14日福島泄露事故發(fā)生3分鐘時的衛(wèi)星影像

▲2011年3月14日福島泄露事故發(fā)生前1分鐘的衛(wèi)星影像

測地、導(dǎo)航、通信衛(wèi)星不遑多讓

在災(zāi)后重建中，新建城鎮(zhèn)的選址工作非常重要，人們逐漸擺脫了盲目選址或就地重建的方式，而是希望找一塊能物盡其用的“風(fēng)水寶地”。例如，地震的災(zāi)民們肯定希望新家既不用搬遷太遠，又能不再受到地震災(zāi)害的侵襲。

所以，相應(yīng)的地球物理探測衛(wèi)星，也稱測地衛(wèi)星就派上用場了。它可以通過多種測量手段，在全球范圍內(nèi)對陸地和海洋進行幾何學(xué)和動力學(xué)測量。科學(xué)家們可以根據(jù)這些觀測數(shù)據(jù)，掌握全球范圍的地震情況，研究地震機理，為災(zāi)民們規(guī)劃出一片可以不再受地震之苦的區(qū)域來重建家園。

我國于2018年2月2日，發(fā)射了自己的電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”，大家親切地稱它為“地震星”，這標(biāo)志著中國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一，它將推動我國立體地震觀測體系建設(shè)。

災(zāi)后的新家園重建往往是百廢待興，各項工程建設(shè)、材料的運輸都需要準(zhǔn)確的位置信息，并能夠及時與外部保持暢通的聯(lián)系便于協(xié)調(diào)調(diào)度，但當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)設(shè)施往往比較薄弱，很難高效地滿足上述需求。面對挑戰(zhàn)，導(dǎo)航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星則會說“舍我其誰”。

導(dǎo)航衛(wèi)星最早是為了高端神秘的軍事應(yīng)用，現(xiàn)在早已“飛入尋常百姓家”，可以說只要你有位置相關(guān)的需求，導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)準(zhǔn)能幫助到你。當(dāng)然，新家園重建中需要的位置服務(wù)也難不倒它。

如今的新一代北斗三號系列衛(wèi)星，已經(jīng)進入全球組網(wǎng)新時代，現(xiàn)已成功發(fā)射8顆北斗三號衛(wèi)星。預(yù)計2020年，北斗三號將完成全部35顆衛(wèi)星的發(fā)射與部署，之后形成全球服務(wù)能力，導(dǎo)航信號更加清晰準(zhǔn)確。

通信衛(wèi)星則具有通信距離遠、容量大、信號好、可靠性高等優(yōu)點，是災(zāi)區(qū)重建中指揮調(diào)度、溝通聯(lián)系的必要手段。而且每當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時，我國的航天人都會第一時間啟動應(yīng)急預(yù)案，優(yōu)先保障災(zāi)區(qū)的衛(wèi)星通信。

海事衛(wèi)星信號穩(wěn)定性高，不受地面基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域限制，是實現(xiàn)海陸空全天候暢通穩(wěn)定通信的重要方式。2017年7月18日，海事衛(wèi)星專屬的1749號段開始在全國投入使用，這為海上島嶼、鉆井平臺受到臺風(fēng)襲擊后的災(zāi)后重建提供更優(yōu)質(zhì)的信息保障和通信服務(wù)。

在上述多門類衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，我國正在構(gòu)建航天災(zāi)后評估與重建應(yīng)用系統(tǒng)，它綜合利用現(xiàn)有的遙感衛(wèi)星、地球物理探測衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等獲得的信息，以及航空器及地面監(jiān)測數(shù)據(jù)收集平臺所獲得信息，集中匯總到控制中心進行融合分析、態(tài)勢展示，為專家科學(xué)制定災(zāi)后重建方案、領(lǐng)導(dǎo)決策提供了技術(shù)支撐，并將促進災(zāi)后評估與重建的國際合作，為整個人類的發(fā)展做出貢獻。

▲北斗系統(tǒng)示意圖

▲海事衛(wèi)星

▲隔震支座

▲隔震支座是這樣用的

▲微增壓氧艙內(nèi)部

諸多后起之秀得以廣泛應(yīng)用

如今，航天技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為民用已經(jīng)覆蓋電子、通信、醫(yī)療儀器、古籍保護、安全生產(chǎn)等諸多方面。航天人將高大上的航天技術(shù)加以轉(zhuǎn)化，在災(zāi)后評估與重建方面同樣發(fā)揮了巨大作用。

航天人受火箭發(fā)動機柔性噴管的的啟發(fā)，研制出一種“隔震支座”，安裝在建筑上部結(jié)構(gòu)與地基之間增加的隔震層中，這能抵消80%的地震能量，減小了地震給建筑物帶來的破壞。在一些地震多發(fā)地帶上，災(zāi)后新建的建筑物中都可以安裝該“隔震支座”，從而具備更好的抗震能力。

目前，隔震支座技術(shù)已通過九寨溝地震等實戰(zhàn)檢驗，云南、新疆、甘肅等地已經(jīng)要求學(xué)校、醫(yī)院等公共建筑建設(shè)中必須采用航天人的隔震支座。

高海拔地區(qū)往往氣候多變、高寒缺氧、紫外線輻照強，上過高原的人們最怕的就是發(fā)生高原反應(yīng)，而一旦發(fā)生災(zāi)害，將對前去災(zāi)后重建的人員提出嚴峻考驗。航天人基于航天技術(shù)，研制了微增壓氧艙，該氧艙具備增壓增氧、保溫換氣、通訊報警等諸多功能，為高原缺氧和急性高原病癥的預(yù)防、緩解、搶救和治療提供了有效的保障空間，氧艙內(nèi)部也是非常美觀，堪稱方艙里的“頭等艙”。

無人機是現(xiàn)在多個應(yīng)用領(lǐng)域的熱點。航天人不僅生產(chǎn)彩虹系列等無人機并遠銷海外，而且還瞄準(zhǔn)災(zāi)后評估與重建等領(lǐng)域，將基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)檢測識別技術(shù)、高精度目標(biāo)定位技術(shù)、高精度大場景圖像拼接等高大上的航天技術(shù)應(yīng)用于無人機平臺，根據(jù)無人機拍攝到的實時圖像信息對災(zāi)區(qū)進行詳查與測繪，重構(gòu)災(zāi)區(qū)的三維場景，從而更有利于對災(zāi)情評估及重建規(guī)劃，在重建過程中，無人機可以根據(jù)場景識別結(jié)果，準(zhǔn)確地投放救援物資。

災(zāi)后重建中難免會遇到一些危險復(fù)雜的情況，如小范圍的火災(zāi)、化學(xué)品泄漏、爆炸后的有害氣體殘留等。航天人發(fā)明的“生命衛(wèi)士”應(yīng)急面罩則是一款可實現(xiàn)災(zāi)后重建現(xiàn)場人員安全保障的新型裝備，實現(xiàn)了小型化、便攜式、內(nèi)循環(huán)空氣再生，可長時間提供安全可靠的呼吸防護，有效解決了傳統(tǒng)過濾式面罩安全性能有效、消防呼吸器重量大、使用復(fù)雜等痛點問題，讓災(zāi)后重建的人員使用起來更加得心應(yīng)手。

可以說，航天人研發(fā)的這些“黑科技”神器，都將成為所有災(zāi)后重建人員和受災(zāi)群眾生命與財產(chǎn)安全最可靠的保障。

▲滅火無人機

▲水上應(yīng)急與海事監(jiān)管無人機

▲生命衛(wèi)士應(yīng)急逃生面罩