文/ 鄭恩紅

▲東海撞船溢油事故

▲高分一號(hào)衛(wèi)星2019年5月份衛(wèi)星過(guò)境計(jì)算結(jié)果

目前，我國(guó)正值雨季各種自然災(zāi)害多發(fā)時(shí)節(jié)。在自然災(zāi)害的預(yù)警及救援中，衛(wèi)星發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。特別是近十年來(lái)，我國(guó)災(zāi)害監(jiān)測(cè)遙感衛(wèi)星數(shù)量、種類(lèi)顯著增加，在軌對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星數(shù)量達(dá)100余顆，風(fēng)云、海洋、資源、環(huán)境減災(zāi)、高分等遙感衛(wèi)星已具備一定的業(yè)務(wù)化服務(wù)能力，在國(guó)內(nèi)外減災(zāi)救災(zāi)中取得了明顯成效，發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

關(guān)鍵時(shí)刻離不開(kāi)它

“要深刻認(rèn)識(shí)遙感技術(shù)在新時(shí)代應(yīng)急管理中的獨(dú)特作用，統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星資源，充分發(fā)揮遙感技術(shù)在應(yīng)急管理、安全生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)中的重要支撐作用。”2月19日，國(guó)家應(yīng)急管理部召開(kāi)部衛(wèi)星工作領(lǐng)導(dǎo)小組第一次全體會(huì)議作出這樣的明確要求。

近年來(lái)，遙感衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于氣象、海洋、測(cè)繪、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，成為對(duì)各類(lèi)災(zāi)害進(jìn)行預(yù)報(bào)和評(píng)估的利器，每年挽回自然災(zāi)害損失達(dá)數(shù)百億美元。

“看這個(gè)，全國(guó)現(xiàn)在有這些地方在著火?！比珖?guó)政協(xié)委員、國(guó)家大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星工程應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心業(yè)務(wù)科技處處長(zhǎng)張興贏指著手機(jī)上的衛(wèi)星遙感實(shí)時(shí)圖像說(shuō)道，“衛(wèi)星是24小時(shí)不休息的‘眼睛’，什么都能看到，哪怕是很小的著火點(diǎn)?！?/p>

通俗地理解，遙感衛(wèi)星就是幫助人們從天上遙遠(yuǎn)地感知地面的“眼睛”。這些不知疲倦的“眼睛”高掛太空，“遙望”大地，拍攝傳回臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)、水體污染、森林大火、洪水泛濫、地震破壞等的近實(shí)時(shí)圖像和照片，各類(lèi)災(zāi)害均能一覽無(wú)余。

2018年1月6日晚8時(shí)左右，北京的夜格外寒冷，長(zhǎng)江口以東約290公里處發(fā)生東海撞船溢油事故。在風(fēng)、海流共同作用下，失事油輪開(kāi)始向西北方向漂移，撞船后油的走向問(wèn)題引起重大關(guān)注。

這種情況下，衛(wèi)星是最佳的應(yīng)急手段。收到通知后，中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心立即啟動(dòng)應(yīng)急機(jī)制調(diào)動(dòng)遙感衛(wèi)星，及時(shí)安排成像，第一時(shí)間呈現(xiàn)處理結(jié)果，海洋衛(wèi)星中心的專(zhuān)家則據(jù)此判斷溢油的面積以及未來(lái)的大致走向。

時(shí)間緊急，過(guò)程復(fù)雜。衛(wèi)星應(yīng)用中心不僅需要知道有哪些衛(wèi)星經(jīng)過(guò)事發(fā)點(diǎn)上方，而且需要?jiǎng)h除原有指令，注入新的指令。刪除指令意味著原有的成像暫停，需要通知地面接收站取消原有的任務(wù)和計(jì)劃，通知新的接收計(jì)劃。

指令的刪除與重置需要通過(guò)測(cè)控站操作，前提是衛(wèi)星必須處于測(cè)控范圍內(nèi)。雷達(dá)衛(wèi)星成像時(shí)間是在早上6點(diǎn)和晚上6點(diǎn)，成像數(shù)據(jù)接收之后還需要進(jìn)行處理，因此中國(guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心運(yùn)行事業(yè)部的相關(guān)工作人員需要在特定的時(shí)間點(diǎn)才能開(kāi)展工作，早上6點(diǎn)前必須到位，晚上8點(diǎn)左右才能離開(kāi)。

▲衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)金沙江滑坡形成堰塞湖

整個(gè)事件的應(yīng)急觀測(cè)周期相當(dāng)漫長(zhǎng)，從1月6日直到5月底才結(jié)束，持續(xù)了近5個(gè)月的時(shí)間，幾乎沒(méi)有喘息。類(lèi)似的例子不勝枚舉。

“遙感衛(wèi)星居高臨下，俯瞰大地，提供了另一種看目標(biāo)的方式，是對(duì)人類(lèi)觀測(cè)目標(biāo)的一個(gè)有益補(bǔ)充，尤其在應(yīng)急救災(zāi)方面的作用不可替代?！敝袊?guó)資源衛(wèi)星應(yīng)用中心遙感運(yùn)行事業(yè)部部長(zhǎng)曾湧說(shuō)。

應(yīng)急救災(zāi)有多種手段，衛(wèi)星觀測(cè)是其中重要的手段之一。災(zāi)害發(fā)生之后，能夠及時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)受災(zāi)的情況，據(jù)此來(lái)組織人員、財(cái)產(chǎn)的轉(zhuǎn)移以及進(jìn)行傷亡評(píng)估。此外，更重要的是，衛(wèi)星每天都處于運(yùn)行和成像狀態(tài)，因此有一整套豐富的歷史數(shù)據(jù)作為參考和支撐，有了比較對(duì)象，就可以對(duì)災(zāi)害嚴(yán)重程度和影響程度進(jìn)行評(píng)估。

“衛(wèi)星有著自己不可替代的特殊性，運(yùn)行軌道相對(duì)固定，一個(gè)周期范圍內(nèi)就可以把全國(guó)乃至全球覆蓋一遍，周而復(fù)始，就有海量的歷史數(shù)據(jù)。”曾湧說(shuō)，“通過(guò)遙感的技術(shù)手段或途徑，進(jìn)行分類(lèi)對(duì)比，從中發(fā)現(xiàn)變化?！?/p>

應(yīng)急救災(zāi)漸顯成效

我國(guó)在遙感衛(wèi)星應(yīng)用方面起步晚，發(fā)展快。十年前，衛(wèi)星數(shù)量不足，對(duì)于應(yīng)急救災(zāi)領(lǐng)域的應(yīng)用缺乏深入認(rèn)識(shí)。如今，利用遙感衛(wèi)星進(jìn)行應(yīng)急救災(zāi)已經(jīng)成為新常態(tài)。

經(jīng)過(guò)近十年的探索與發(fā)展，我國(guó)在衛(wèi)星遙感應(yīng)急救災(zāi)中取得了明顯成效。眼下，遙感衛(wèi)星在應(yīng)急救災(zāi)方面發(fā)揮著愈加重要的作用，這與衛(wèi)星資源、應(yīng)急機(jī)制等都息息相關(guān)。

▲雅安蘆山縣太平鎮(zhèn)房屋損毀評(píng)估

▲雅安蘆山縣縣城地震房屋倒塌航空遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果

▲森林火災(zāi)遙感分享展示

隨著我國(guó)災(zāi)害監(jiān)測(cè)國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星資源日益豐富，國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星支撐應(yīng)急救災(zāi)的能力明顯增強(qiáng)。據(jù)應(yīng)急管理部國(guó)家減災(zāi)中心的統(tǒng)計(jì)，2008年汶川地震期間，獲取的22種災(zāi)后衛(wèi)星數(shù)據(jù)中僅有23%為國(guó)產(chǎn)遙感數(shù)據(jù)。

而現(xiàn)在，針對(duì)重特大自然災(zāi)害，獲取的多尺度災(zāi)后國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的種類(lèi)、數(shù)量、質(zhì)量等均有大幅提升。以2018年10月～11月金沙江白格滑坡為例，災(zāi)后國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在獲取種類(lèi)和數(shù)量上均達(dá)90%以上。

遙感衛(wèi)星數(shù)量增多的同時(shí)，還建立了穩(wěn)定的數(shù)據(jù)獲取機(jī)制，遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取時(shí)效性顯著提升。較十年前以天為計(jì)算的災(zāi)害遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)時(shí)效，目前高分辨率遙感應(yīng)急監(jiān)測(cè)時(shí)效已提高到最快6小時(shí)，中分辨率高分四號(hào)衛(wèi)星應(yīng)急監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲取時(shí)效已提升到最快3小時(shí)以?xún)?nèi)。

此外，相關(guān)業(yè)務(wù)運(yùn)行模式和技術(shù)流程日益清晰，應(yīng)急管理部國(guó)家減災(zāi)中心建立了常規(guī)和應(yīng)急業(yè)務(wù)模式，并形成相應(yīng)的遙感應(yīng)用產(chǎn)品和技術(shù)流程。針對(duì)重特大自然災(zāi)害，建立了“天-空-地-現(xiàn)場(chǎng)”災(zāi)害損失實(shí)物量遙感評(píng)估業(yè)務(wù)，遙感監(jiān)測(cè)評(píng)估指標(biāo)日趨完善，綜合評(píng)估時(shí)效提高約5倍。

資源衛(wèi)星應(yīng)用中心遙感運(yùn)行事業(yè)部主要負(fù)責(zé)調(diào)度在軌衛(wèi)星資源并向各用戶(hù)部門(mén)提供衛(wèi)星圖像資料。最初僅限于利用衛(wèi)星開(kāi)展具體的監(jiān)測(cè)，如2008年的南方雪災(zāi)、汶川地震等，雖然利用衛(wèi)星資源進(jìn)行救災(zāi)，但因在軌衛(wèi)星資源少、流程不夠清晰，與應(yīng)急要求仍舊有些差距。經(jīng)過(guò)2013年雅安地震的洗禮，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，逐漸形成一套利用衛(wèi)星進(jìn)行減災(zāi)救災(zāi)的體制、機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了整體上一個(gè)大跨步。

已經(jīng)在資源衛(wèi)星應(yīng)用中心遙感運(yùn)行事業(yè)部工作十多年的研究員陳衛(wèi)榮，對(duì)此深有感觸。2013年雅安地震發(fā)生后，她和她的團(tuán)隊(duì)嘗試通過(guò)建立衛(wèi)星應(yīng)急調(diào)度機(jī)制、數(shù)據(jù)快速處理與共享機(jī)制以及用戶(hù)溝通機(jī)制來(lái)提供應(yīng)急服務(wù)。他們大致摸索出一套流程，比如在應(yīng)急時(shí)，如何調(diào)動(dòng)衛(wèi)星，如何跟用戶(hù)聯(lián)系，如何分享數(shù)據(jù)，之前無(wú)序的狀態(tài)開(kāi)始大有改善。

▲雅安蘆山縣7.0級(jí)大地震的地質(zhì)構(gòu)造解析圖

最近幾年，步入一個(gè)嶄新的時(shí)代，衛(wèi)星資源在救災(zāi)時(shí)被更廣泛地應(yīng)用，應(yīng)急救災(zāi)頻率也隨著提高，從之前的一年幾起到現(xiàn)在每年最多甚至高達(dá)40次。一年有200天左右處于應(yīng)急救援狀態(tài)，應(yīng)急服務(wù)成為新常態(tài)，建立了7×24小時(shí)的值班機(jī)制，時(shí)刻準(zhǔn)備著應(yīng)急機(jī)制的啟動(dòng)。

更注重災(zāi)前預(yù)警監(jiān)測(cè)能力

“衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)該參與全鏈條應(yīng)急管理工作?！睆埮d贏表示，他此前參與過(guò)臺(tái)風(fēng)“山竹”的氣象預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)工作和金沙江白格堰塞湖處置衛(wèi)星監(jiān)測(cè)工作。

目前我國(guó)遙感衛(wèi)星在應(yīng)急救災(zāi)事件中所發(fā)揮的作用不僅僅是災(zāi)害發(fā)生后提供衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)，它同樣在災(zāi)前的預(yù)警中發(fā)揮作用，只不過(guò)并不同于傳統(tǒng)意義上所理解的預(yù)測(cè)。

“自然災(zāi)害的發(fā)生并非毫無(wú)征兆，它是一個(gè)漸變的過(guò)程，表現(xiàn)為時(shí)間軸上系列變化的累計(jì)結(jié)果?！标愋l(wèi)榮介紹。遙感衛(wèi)星通過(guò)預(yù)先對(duì)災(zāi)害高發(fā)地特定時(shí)期的重點(diǎn)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防，進(jìn)而達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的。

陳衛(wèi)榮手頭的一張匯總表格，使得2019年陸地觀測(cè)衛(wèi)星應(yīng)急數(shù)據(jù)服務(wù)情況一目了然。表格中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)截止到4月底，短短的4個(gè)月時(shí)間內(nèi)就已經(jīng)有30多項(xiàng)任務(wù)，其中不少是事先預(yù)防性的監(jiān)測(cè)，“火災(zāi)監(jiān)測(cè)”“洪水監(jiān)測(cè)”等字眼不斷映入眼簾。

就拿洪水監(jiān)測(cè)來(lái)說(shuō)，春季隨著氣溫逐漸升高，會(huì)有河流解凍、高山積雪融化等自然現(xiàn)象，但也伴隨著隱患?！靶陆谘┬院樗O(jiān)測(cè)”的任務(wù)從3月7日開(kāi)始，到6月中旬才結(jié)束，仍在進(jìn)行中。

應(yīng)急管理部國(guó)家減災(zāi)中心相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，為適應(yīng)新時(shí)代應(yīng)急管理工作新定位、新要求，滿(mǎn)足全天候、全天時(shí)、全要素、全球化服務(wù)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)需求，災(zāi)害遙感應(yīng)用從注重災(zāi)后監(jiān)測(cè)評(píng)估向注重災(zāi)前風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變。

同時(shí)，應(yīng)急管理部提出，要加快編制應(yīng)急管理衛(wèi)星發(fā)展規(guī)劃，要在體制機(jī)制上積極探索創(chuàng)新，整合各部門(mén)衛(wèi)星工作職責(zé)，建立健全自主可控、資源統(tǒng)籌、調(diào)度靈活、運(yùn)轉(zhuǎn)高效、多方參與的工作機(jī)制和對(duì)外協(xié)作機(jī)制，要加快推進(jìn)衛(wèi)星應(yīng)用工作，加強(qiáng)遙感應(yīng)用與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)的融合，打造面向多災(zāi)種、全過(guò)程和多要素的立體監(jiān)測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)從災(zāi)后觀測(cè)分析向?yàn)?zāi)前風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型。

國(guó)際舞臺(tái)上大顯身手

實(shí)際上，中國(guó)的遙感衛(wèi)星不僅參與了國(guó)內(nèi)的災(zāi)害監(jiān)測(cè)和減災(zāi)救災(zāi)，還邁出國(guó)門(mén)，服務(wù)世界。其中，中國(guó)國(guó)家航天局作為正式成員，代表我國(guó)參加空間與重大災(zāi)害國(guó)際憲章（CHARTER）組織就是其中的典型代表。

▲云南省安寧市森林火災(zāi)損失評(píng)估專(zhuān)題圖

▲CHARTER機(jī)制運(yùn)行圖

CHARTER組織就像是一個(gè)國(guó)際減災(zāi)救災(zāi)互助互惠俱樂(lè)部，加入這個(gè)組織首先得有自己的衛(wèi)星?？臻g與重大災(zāi)害國(guó)際憲章中國(guó)國(guó)家航天局執(zhí)行秘書(shū)王志剛這樣描述：“急你所急，供你所需，17個(gè)成員國(guó)利用自己的衛(wèi)星為全球的8種常見(jiàn)自然災(zāi)害和2類(lèi)重大災(zāi)害提供全天候?qū)崟r(shí)的應(yīng)急數(shù)據(jù)提供服務(wù)?！表憫?yīng)的災(zāi)害類(lèi)型有地震、洪水、臺(tái)風(fēng)、滑坡、泥石流等自然災(zāi)害和海上溢油監(jiān)測(cè)，突發(fā)性工業(yè)污染等重大災(zāi)害。

CHARTER組織是政府間的國(guó)際組織，主要目的是利用各成員國(guó)的衛(wèi)星為全球重大災(zāi)害提供及時(shí)的數(shù)據(jù)響應(yīng)服務(wù)。目前有34顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，這是一個(gè)非常強(qiáng)大的國(guó)際減災(zāi)救災(zāi)衛(wèi)星虛擬星座，當(dāng)全球任何一個(gè)地方有災(zāi)害時(shí)，根據(jù)需要，可以申請(qǐng)所有衛(wèi)星對(duì)同一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行成像，所以響應(yīng)速度非?？?。截至今年4月底已經(jīng)為全球129個(gè)國(guó)家提供了超過(guò)600次的服務(wù)。年平均啟動(dòng)50次左右，能夠涵蓋全球一半以上的重大災(zāi)害。

當(dāng)中國(guó)有災(zāi)害的時(shí)候，該組織中的各國(guó)衛(wèi)星都會(huì)為中國(guó)提供衛(wèi)星服務(wù)；當(dāng)其他國(guó)家有災(zāi)害的時(shí)候，中國(guó)衛(wèi)星也要為之服務(wù)?！斑@是一個(gè)國(guó)際大舞臺(tái)，是樹(shù)立航天大國(guó)形象的一個(gè)很好的平臺(tái)。”王志剛說(shuō)。

近年來(lái)隨著我國(guó)國(guó)力增強(qiáng)、空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的逐步實(shí)施，我國(guó)有越來(lái)越多的衛(wèi)星加入值班衛(wèi)星的行列，為國(guó)外提供幫助，已經(jīng)為30多個(gè)國(guó)家提供了中國(guó)衛(wèi)星的應(yīng)急數(shù)據(jù)服務(wù)，僅2017年一年就提供了14次衛(wèi)星應(yīng)急成像服務(wù)。

過(guò)去我國(guó)加入的值班衛(wèi)星數(shù)量少，對(duì)災(zāi)害響應(yīng)的速度不夠快，如今我國(guó)值班衛(wèi)星數(shù)量增多，數(shù)據(jù)質(zhì)量大幅度提高，被采納率增大，大大提升了中國(guó)航天在國(guó)際上的形象，彰顯航天大國(guó)的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，提升了話(huà)語(yǔ)權(quán)。

“航天大國(guó)的形象要靠點(diǎn)點(diǎn)滴滴來(lái)樹(shù)立，從腳下一步步做起，讓其他成員和受災(zāi)國(guó)家感受到中國(guó)實(shí)實(shí)在在的貢獻(xiàn)，用實(shí)力來(lái)獲得認(rèn)可。”王志剛深有感觸。

我國(guó)于2007年加入CHARTER組織，十多年來(lái)，該組織共為我國(guó)重大災(zāi)害提供了25次應(yīng)急請(qǐng)求服務(wù)，在汶川地震、玉樹(shù)地震、甘肅舟曲泥石流等重大自然災(zāi)害中發(fā)揮了巨大的作用。當(dāng)時(shí)我國(guó)只有1顆值班衛(wèi)星，現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)有高分三號(hào)、四號(hào)和風(fēng)云三號(hào)等6顆衛(wèi)星列入值班衛(wèi)星。最近一年來(lái)，CHARTER組織對(duì)我國(guó)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的需求不斷增加，國(guó)際同行對(duì)我國(guó)的衛(wèi)星的貢獻(xiàn)充分肯定，寄予厚望。

2020年4月～10月，中國(guó)將再一次擔(dān)任輪值主席國(guó)，負(fù)責(zé)CHARTER組織的運(yùn)行工作，用更多的中國(guó)衛(wèi)星為國(guó)際災(zāi)害監(jiān)測(cè)和應(yīng)急服務(wù)貢獻(xiàn)更大力量。

▲衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)

▲菲律賓“海燕”臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)

▲印尼洛司馬威