文｜牛曉俊 黃艷麗 邊多 曾林 扎西歐珠

1.高分辨率對地觀測系統(tǒng)西藏數(shù)據(jù)與應用中心2.西藏自治區(qū)遙感應用研究中心3.西藏自治區(qū)氣象局

一、前言

西藏自治區(qū)地處青藏高原腹地，國土面積120多萬平方千米 ，約占我國國土總面積的八分之一，平均海拔在4000m 以上，素有“世界屋脊”之稱。西藏地形復雜多樣，氣候寒冷干燥，自然環(huán)境獨特。不僅是我國乃至世界氣候的重要調(diào)節(jié)器，同時還是我國和東南亞地區(qū)的“生態(tài)源”[1]，對保持全國生態(tài)平衡具有重要作用，是我國重要的生態(tài)安全屏障。特殊的地理環(huán)境使得青藏高原成為我國生態(tài)環(huán)境最為脆弱的地區(qū)之一，也是全球氣候變化最為敏感的地區(qū)之一[2]。

為促進高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)在西藏的推廣應用，推進西藏空間信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高服務保障能力，以衛(wèi)星遙感技術助力行業(yè)信息管理水平，依托西藏自治區(qū)遙感應用研究中心（簡稱西藏遙感中心）組建了高分辨率對地觀測系統(tǒng)西藏數(shù)據(jù)與應用中心（簡稱高分西藏中心）。高分西藏中心自2016 年8 月成立以來，克服了雪域高原地廣人稀、交通不便、基礎設施滯后、常規(guī)調(diào)查難從整體上掌握生態(tài)系統(tǒng)變化、資源稟賦特殊等突出短板，大力推廣高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)應用，舉辦行業(yè)高分衛(wèi)星應用培訓班，發(fā)展高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)在生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測、防災減災救災、應對氣候變化等業(yè)務化應用和科研工作，為西藏打造國家生態(tài)文明高地提供有力支撐。

本文從高分西藏中心圍繞高分衛(wèi)星服務保障高原典型生態(tài)系統(tǒng)變化監(jiān)測、防災減災救災業(yè)務服務開展情況和存在問題進行了分析，并提出了西藏高分應用服務生態(tài)文明建設發(fā)展方向。

二、高分衛(wèi)星監(jiān)測評估高原典型生態(tài)系統(tǒng)

青藏高原地區(qū)的氣候變化幅度與強度都高于全球平均水平[3]，氣候變化對湖泊、冰川、草地等高原典型生態(tài)系統(tǒng)影響顯著。高分衛(wèi)星遙感監(jiān)測為詳細掌握生態(tài)系統(tǒng)變化提供了科技手段，高分西藏中心利用高分衛(wèi)星對湖泊、冰川、草地等高原典型生態(tài)系統(tǒng)進行遙感監(jiān)測評估，結果顯示：西藏高原湖泊擴張、冰川退縮、草地改善。每年編制印發(fā)《西藏生態(tài)遙感年報》。

1.湖泊變化監(jiān)測

西藏高原分布有大小湖泊1500 多個，湖泊總面積為 24100 多平方千米，約占全國湖泊總面積的1/3[4]，湖泊因補給條件差異而分別表現(xiàn)出擴張、萎縮、穩(wěn)定三種狀態(tài)，整體上以擴張趨勢為主[5]。高分西藏中心利用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)對湖泊面積、湖冰物候、水質(zhì)進行遙感業(yè)務化監(jiān)測評估，每年編制印發(fā)《西藏氣候變化與湖泊遙感監(jiān)測公報》。

利用高分衛(wèi)星和Landsat 系列衛(wèi)星影像對色林錯、當惹雍錯、納木錯、羊卓雍錯、多慶錯等15個湖泊進行長時間序列水域面積遙感動態(tài)監(jiān)測評估（圖1），15 個湖泊中面積呈擴張趨勢的湖泊有9 個，呈消退趨勢的湖泊有6 個，編制出版了《西藏湖泊遙感動態(tài)監(jiān)測圖集》。

圖1 智慧黃河創(chuàng)新平臺和黃河三角洲濕地分析圖

2.冰川變化監(jiān)測

冰川受氣候變化影響顯著，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）指出，過去10 年阿拉斯加、北極圈、格陵蘭冰蓋以及亞洲山區(qū)80%冰川冰蓋都有消融，全球冰川處于退縮狀態(tài)。西藏冰川面積達27600 多平方千米，占全國冰川總面積的一半。利用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)對西藏境內(nèi)14 個冰川進行業(yè)務化遙感監(jiān)測評估，每年編制印發(fā)《西藏氣候變化與冰川遙感監(jiān)測公報》。

利用高分衛(wèi)星和Landsat 系列衛(wèi)星數(shù)據(jù)對西藏米堆冰川、卡若拉冰川、薩普冰川、藏色崗日冰川 、普若崗日冰川、槍勇冰川等17 個冰川進行長時間序列遙感動態(tài)監(jiān)測評估（圖2），均呈退縮趨勢[6]，編制出版了《西藏典型冰川遙感動態(tài)監(jiān)測圖集》。

3.植被覆蓋監(jiān)測

（1）草地

西藏是我國五大牧區(qū)之一，草原總面積約12億畝，占西藏面積的66.5%，約占全國草原面積的30%。近年來，西藏草地整體呈改善態(tài)勢，這不僅與氣候暖濕化有關，更重要的是西藏大力實施草原保護與修復工程。實施的人工種草項目，緩解了草畜矛盾帶來的草原生態(tài)安全問題，改善了退化草地。高分西藏中心利用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)對西藏170 余塊人工種草地進行了遙感監(jiān)測對比分析，結果顯示：種草后植被蓋度顯著增加。

（2）造林綠化工程

近年來，西藏大力推進國土綠化行動，實施拉薩南北山綠化和“兩江四河”流域植樹造林工程。高分西藏中心發(fā)揮衛(wèi)星遙感優(yōu)勢，利用高分衛(wèi)星開展造林綠化工程遙感監(jiān)測和效益評估（圖3），出版了《西藏“兩江四河”流域造林綠化遙感監(jiān)測圖集》，為自治區(qū)政府和相關部門提供科學參考。

圖3 植樹造林工程新增造林遙感監(jiān)測對比圖

三、高分衛(wèi)星服務保障防災減災救災

西藏地處世界屋脊這一獨特的孕災環(huán)境中，受復雜多變的氣候因素和活躍的地質(zhì)運動影響，極易成災，且災害種類多、分布地域廣、破壞程度大，主要災害有暴雨、泥石流、雪崩、暴雪、滑坡、林火以及地震等災害，自然災害已經(jīng)成為阻礙西藏經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)文明建設不可忽視的負面因素。高分西藏中心應用高分衛(wèi)星影像開展精細化災情評估、災損估算，為應急救援提供科學數(shù)據(jù)和決策支持。高分西藏中心先后利用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)服務保障了冰崩、滑坡、泥石流、冰湖潰決、地震等重大地質(zhì)災害和森林火情的應急救援工作。

1.阿里冰崩災情監(jiān)測評估

2016 年7 月17 日，西藏自治區(qū)阿里地區(qū)日土縣東汝鄉(xiāng)附近發(fā)生冰崩災害。災情發(fā)生后，高分西藏中心積極響應，第一時間收集受災區(qū)域災前災后高分衛(wèi)星影像圖，收集了成像于2015 年10 月23 日（災前）和2016 年7 月25 日（災后）兩景該區(qū)域高分二號衛(wèi)星數(shù)據(jù)（圖4），對冰崩體量面積進行遙感監(jiān)測評估，結果顯示：冰崩帶長6.36km，寬2.53km，冰崩體面積10.74km2，為相關決策部門和前線救援指揮部報送遙感監(jiān)測報告，為災情評估提供了科學數(shù)據(jù)，為搶險救援提供了決策參考。

圖4 冰崩前后衛(wèi)星遙感監(jiān)測對比圖

2.金沙江滑坡災情應急監(jiān)測

2018 年10 月11 日，西藏自治區(qū)昌都市江達縣與四川省甘孜州白玉縣交界處段發(fā)生山體滑坡，滑坡體量大，阻斷金沙江干流并形成堰塞湖，上游水位上漲迅猛、水面迅速擴張，附近的波羅鄉(xiāng)政府駐地及波公村、白格村和寧巴村莊被淹，多處房屋、道路、橋梁以及耕地、草場受災，通往波羅鄉(xiāng)的必經(jīng)橋梁和部分農(nóng)田已被江水淹沒，堰塞湖下游300km 內(nèi)有4 座在建水電站，災情危急。高分西藏中心第一時間積極響應，爭取國家國防科技工業(yè)局重大專項工程中心支持，積極調(diào)動高分四號衛(wèi)星應急拍攝。高分衛(wèi)星先后對滑坡區(qū)域和上游堰塞湖成像10 余次，獲得了寶貴的一手災情評估資料（圖5），遙感監(jiān)測結果顯示：滑坡體面積約1.85km2，長度為2255m，最寬處為2524m。堰塞湖搶險救援過程中，高分西藏中心利用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)持續(xù)開展堰塞湖變化和災情遙感監(jiān)測評估，為前線應急救援指揮部和相關決策部門報送遙感監(jiān)測專報10 余期，為打贏搶險救援戰(zhàn)提供了有力支撐。

圖5 西藏昌都市江達縣滑坡災情衛(wèi)星遙感監(jiān)測圖

利用2018 年11 月9 日高分一號衛(wèi)星PMS 與2018 年11 月1 日高分二號衛(wèi)星影像遙感監(jiān)測對比分析，堰塞體上游江面明顯增寬，水域面積明顯增加，白色線內(nèi)江面面積增加2.8km2）（圖6）。

圖6 金沙江昌都市江達縣波羅鄉(xiāng)段“11·3”滑坡堰塞湖衛(wèi)星遙感監(jiān)測圖

3.森林火情態(tài)勢監(jiān)測

2020 年4 月14 日，西藏林芝市巴宜區(qū)尼西溝附近突發(fā)森林火情，高分西藏中心第一時間關注火勢發(fā)展，利用高分衛(wèi)星和風云衛(wèi)星開展火情監(jiān)測（圖7），并連續(xù)制作發(fā)布10 期遙感監(jiān)測專報，其中《衛(wèi)星遙感火情第五期監(jiān)測報告》得到了西藏自治區(qū)領導的批示肯定。

圖7 林芝市巴宜區(qū)尼西溝發(fā)生森林火情前后衛(wèi)星遙感監(jiān)測對比圖

四、討論與思考

高分西藏中心依托西藏遙感中心成立。西藏遙感中心成立于1998 年，經(jīng)過20 余年的發(fā)展，是西藏唯一集衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)接收處理、監(jiān)測應用業(yè)務和科學研究的單位，培養(yǎng)和鍛煉了一支遙感專業(yè)技術隊伍。高分西藏中心成立后，為推進高分應用在西藏的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，中心先后邀請西藏10 余家單位召開了高分應用研討會，舉辦了高分衛(wèi)星遙感應用培訓班，建設了西藏高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)查詢平臺，但推廣應用效果并不顯著，尚未形成多行業(yè)多領域廣泛應用和行業(yè)深度應用服務能力。

西藏地廣人稀，大氣透明度高，晴空日數(shù)多，發(fā)展高分產(chǎn)業(yè)有得天獨厚的優(yōu)勢。但也存在發(fā)展相對落后、基礎設施薄弱、遙感領域企事業(yè)單位數(shù)量少等短板，遙感從業(yè)人員數(shù)量少，尤其缺少拔尖人才。

后續(xù)將持續(xù)加大高分衛(wèi)星應用推廣和推進產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，研發(fā)高分系列衛(wèi)星正射產(chǎn)品和批量生產(chǎn)能力，形成正射產(chǎn)品發(fā)布能力，降低行業(yè)應用門檻，加大高分衛(wèi)星應用推廣宣傳，持續(xù)提升高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)應用產(chǎn)品供給。進一步推動高分衛(wèi)星在西藏特色行業(yè)領域的深度應用，開展高分衛(wèi)星服務川藏鐵路建設、生態(tài)保護紅線監(jiān)管、智慧旅游、資源調(diào)查等領域的應用示范，推動高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)更好地服務保障西藏打造國家生態(tài)文明高地和社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。