2024-11-29
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從上世紀(jì) 70 年代開始,中國遙感技術(shù)踏上了漫長的發(fā)展征程。1975 年,我國成功回收第一顆返回式遙感衛(wèi)星 “尖兵一號”,標(biāo)志著中國成為世界上第三個掌握衛(wèi)星回收技術(shù)的國家。此后,我國在返回式衛(wèi)星領(lǐng)域不斷探索,共發(fā)射了 23 顆返回式衛(wèi)星,在資源調(diào)查、地圖測繪等方面取得了豐碩成果。
進(jìn)入 21 世紀(jì),中國的 “資源”“高分” 等系列衛(wèi)星相繼發(fā)射?!百Y源一號” 衛(wèi)星是中國和巴西合作的產(chǎn)物,為中巴兩國提供了中分辨率的遙感信息服務(wù)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,“資源一號” 系列衛(wèi)星不斷升級,從搭載多種有效載荷到高分辨率相機(jī)的應(yīng)用,在土地資源監(jiān)管、礦山開發(fā)監(jiān)測等方面發(fā)揮了重要作用?!案叻帧?系列衛(wèi)星更是我國遙感技術(shù)的杰出代表,自 2013 年高分一號衛(wèi)星發(fā)射以來,已成功發(fā)射多顆高分衛(wèi)星。低軌遙感衛(wèi)星分辨率由高分專項實施前最高 2.1 米提高到 0.65 米,設(shè)計壽命由 3 年大幅提高到 8 年。高分專項數(shù)據(jù)已在 20 個行業(yè)、31 個區(qū)域得到廣泛應(yīng)用,國內(nèi)進(jìn)口衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)多數(shù)已被高分專項數(shù)據(jù)所替代,比率已近 80%。
中國遙感技術(shù)實現(xiàn)了從跟跑到并跑再到領(lǐng)跑的跨越,離不開眾多科學(xué)家的努力。他們不斷創(chuàng)新,勇攀科技高峰,為我國遙感技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。如今,中國遙感技術(shù)在世界上占據(jù)重要地位,為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和國際合作做出了巨大貢獻(xiàn)。
中國遙感衛(wèi)星在分辨率上取得了重大突破,高分系列衛(wèi)星已達(dá)到亞米級分辨率,部分衛(wèi)星的分辨率甚至能與美國鎖眼系列間諜衛(wèi)星相媲美。榮獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎的李德仁院士證實,我國高分十一號衛(wèi)星分辨率達(dá)到 0.1 米,多顆衛(wèi)星實現(xiàn)尋找海上移動目標(biāo),精度 10 米以內(nèi),數(shù)據(jù) 1 分鐘到地面,可實現(xiàn)在軌智能處于,實時跟蹤識別目標(biāo)。這意味著我國遙感衛(wèi)星能夠在太空精確鎖定航母,大大增強(qiáng)了我國的海洋戰(zhàn)略防御能力。同時,我國的遙感衛(wèi)星還能夠檢測并隨時追蹤美 F - 22 隱形戰(zhàn)機(jī)的動向,為空防系統(tǒng)增添了堅實屏障。例如,我國的 “吉林一號” 衛(wèi)星雖定位為 “農(nóng)用衛(wèi)星”,但卻多次拍攝到美國內(nèi)利斯空軍基地、尼米茲級核動力航空母艦以及疑似 F - 22 隱身戰(zhàn)機(jī)的畫面,讓美國大喊 “這絕對不是民用衛(wèi)星”。
中國通過不斷優(yōu)化衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)布局和提升數(shù)據(jù)傳輸效率,成功建立起了一個全球性的遙感監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。截至 2022 年末,我國已經(jīng)擁有 294 顆在軌工作的民用遙感衛(wèi)星,其中商業(yè)遙感衛(wèi)星數(shù)量達(dá)到 189 顆,占比超過 60%。這個龐大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)不僅能夠為國防安全提供全方位的情報支持,在軍事應(yīng)用方面,高精度的遙感衛(wèi)星可以為軍事情報收集提供重要支持,幫助決策者更好地了解戰(zhàn)場態(tài)勢,做出正確決策,還可以用于目標(biāo)識別和跟蹤,為精確打擊提供準(zhǔn)確的目標(biāo)信息,以及用于戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測,為部隊行動提供重要的地理信息支持。同時,該網(wǎng)絡(luò)也為氣象預(yù)報、資源勘探、災(zāi)害監(jiān)測等民用領(lǐng)域提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。比如在農(nóng)業(yè)方面,遙感衛(wèi)星可以用于作物產(chǎn)量估算、病蟲害監(jiān)測等;在城市規(guī)劃方面,遙感衛(wèi)星可以為我們提供高精度的地圖數(shù)據(jù),輔助城市規(guī)劃決策;在環(huán)境保護(hù)方面,遙感衛(wèi)星可以用于森林資源調(diào)查、水質(zhì)監(jiān)測、大氣污染監(jiān)測等;在防災(zāi)減災(zāi)方面,遙感衛(wèi)星可以用于地震、洪水、火災(zāi)等自然災(zāi)害的監(jiān)測和評估;在交通領(lǐng)域,遙感衛(wèi)星為導(dǎo)航系統(tǒng)提供了重要的地理信息支持。
中國遙感技術(shù)從最初的技術(shù)引進(jìn)到如今的自主研發(fā),實現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)的突破,大大降低了我國在該領(lǐng)域的對外依賴。近年來,我國在多方面取得了重大創(chuàng)新突破。首先是多光譜和高光譜技術(shù)的應(yīng)用,使得遙感衛(wèi)星能夠獲取更豐富、更精細(xì)的地物信息。其次是合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的突破,使得我國的遙感衛(wèi)星具備了全天候、全天時對地觀測的能力。此外,在數(shù)據(jù)傳輸和處理方面,我國也取得了顯著進(jìn)展。我國自主研發(fā)的第四代數(shù)傳產(chǎn)品,具備開放式海量數(shù)據(jù)在軌處理及高速傳輸?shù)奶攸c,數(shù)據(jù)處理能力較第三代數(shù)傳產(chǎn)品提高了 6 - 7 倍,數(shù)據(jù)傳輸能力提高了三倍,數(shù)傳能力和處理速度達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進(jìn)水平。同時,我國科研人員還突破了高精度、自動化、高時效的數(shù)據(jù)處理和信息提取技術(shù),實現(xiàn)了精細(xì)化處理、高精度定標(biāo)、樣本仿真生成、要素智能提取等。通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法取代傳統(tǒng)人工規(guī)則和干預(yù),大大降低了定量遙感的門檻。例如,中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院發(fā)布的 “空天?靈眸” 大模型,是首個通用的多模態(tài)多任務(wù)模型,在 8 個國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上達(dá)到了同類領(lǐng)先水平,有效填補(bǔ)了跨模態(tài)生成式預(yù)訓(xùn)練模型在遙感專業(yè)領(lǐng)域的空白。未來,該模型將推廣至國土資源、住建交通、水利環(huán)保等行業(yè),為天空地一體化應(yīng)用提供解決方案。
中國遙感衛(wèi)星在軍事領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,為國防現(xiàn)代化建設(shè)提供了強(qiáng)有力的支撐。
在軍事情報收集方面,遙感衛(wèi)星憑借其高精度的探測能力和全球監(jiān)測網(wǎng)絡(luò),能夠?qū)崟r獲取大范圍的戰(zhàn)場信息。無論是敵方部隊的部署情況,還是重要軍事設(shè)施的位置,都能被清晰地監(jiān)測到。例如,高分系列衛(wèi)星可以在太空直接鎖定航母,為解放軍的反航母導(dǎo)彈提供關(guān)鍵的早期預(yù)警和位置信息,有效提升了我國在周邊海域的感知能力,引導(dǎo)我軍導(dǎo)彈進(jìn)入突防打擊階段。
在目標(biāo)識別跟蹤方面,我國的遙感衛(wèi)星能夠檢測并隨時追蹤美 F - 22 隱形戰(zhàn)機(jī)等具備隱身能力的作戰(zhàn)飛機(jī)。通過裝備高精度的紅外探測設(shè)備,結(jié)合合成孔徑雷達(dá)技術(shù),在鎖定戰(zhàn)機(jī)熱源所在的空域后,對其精確位置進(jìn)行跟蹤,配合地面雷達(dá)同步諸元,實現(xiàn)對隱身戰(zhàn)機(jī)的跟蹤鎖定,為我國的國防安全提供了重要保障。
在戰(zhàn)場環(huán)境監(jiān)測方面,遙感衛(wèi)星可以為部隊行動提供重要的地理信息支持。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,地面上的兵力部署和調(diào)動根本不可能隱藏,遙感衛(wèi)星能夠及時發(fā)現(xiàn)敵軍的動向,為我軍制定作戰(zhàn)策略提供依據(jù)。同時,還能監(jiān)測戰(zhàn)場的地形地貌、氣象條件等因素,為部隊的行動提供安全保障。
在農(nóng)業(yè)方面,遙感衛(wèi)星可以用于作物產(chǎn)量估算、病蟲害監(jiān)測等。通過獲取農(nóng)作物的種植面積、長勢情況等信息,結(jié)合農(nóng)學(xué)模型和氣象模型,可以準(zhǔn)確估算作物產(chǎn)量,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃提供科學(xué)依據(jù)。同時,還能及時發(fā)現(xiàn)病蟲害的發(fā)生,采取有效的防治措施,減少農(nóng)業(yè)損失。例如,利用多源衛(wèi)星遙感影像,我國已經(jīng)連續(xù) 8 年在山東、江西、廣東、遼寧、河北、青海等地開展農(nóng)業(yè)統(tǒng)計工作,為國家糧食宏觀調(diào)控和決策提供了重要支持。
在城市規(guī)劃方面,遙感衛(wèi)星可以為我們提供高精度的地圖數(shù)據(jù),輔助城市規(guī)劃決策。通過對城市地形地貌、土地利用情況等信息的監(jiān)測,可以合理規(guī)劃城市布局,優(yōu)化城市功能分區(qū),提高城市的宜居性。同時,還能監(jiān)測城市建設(shè)的進(jìn)度和質(zhì)量,為城市管理提供有力支持。
在環(huán)境保護(hù)方面,遙感衛(wèi)星可以用于森林資源調(diào)查、水質(zhì)監(jiān)測、大氣污染監(jiān)測等。通過對森林覆蓋面積、森林生長狀況等信息的監(jiān)測,可以及時發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)、非法砍伐等問題,保護(hù)森林資源。同時,還能監(jiān)測水體的污染情況、大氣的質(zhì)量狀況等,為環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
在防災(zāi)減災(zāi)方面,遙感衛(wèi)星可以用于地震、洪水、火災(zāi)等自然災(zāi)害的監(jiān)測和評估。在自然災(zāi)害發(fā)生前,遙感衛(wèi)星可以提前監(jiān)測到異常情況,為災(zāi)害預(yù)警提供依據(jù)。在災(zāi)害發(fā)生后,能夠及時獲取受災(zāi)地區(qū)的信息,評估災(zāi)害損失,為搶險救災(zāi)工作提供支持。例如,今年 7 月底,河北涿州遭遇暴雨,部分道路被毀,保險人員無法及時到達(dá)現(xiàn)場。國內(nèi)某大型保險公司利用遙感數(shù)據(jù),基于多源衛(wèi)星對承保區(qū)域災(zāi)后水淹面積的測算,僅在一周內(nèi)就完成了農(nóng)作物的損失測定,為受災(zāi)農(nóng)民快速辦理了理賠。
在交通領(lǐng)域,遙感衛(wèi)星為導(dǎo)航系統(tǒng)提供了重要的地理信息支持。通過對道路、橋梁等交通設(shè)施的監(jiān)測,可以及時發(fā)現(xiàn)交通擁堵、道路損壞等問題,為交通管理部門提供決策依據(jù)。同時,還能為車輛導(dǎo)航提供準(zhǔn)確的地圖信息,提高出行效率。
總之,中國遙感衛(wèi)星在軍事和民用領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用和重要的影響力,為國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會發(fā)展和國防安全做出了巨大貢獻(xiàn)。
隨著科技的不斷進(jìn)步,中國遙感技術(shù)在未來將呈現(xiàn)出多方面的發(fā)展趨勢。首先,遙感數(shù)據(jù)源將更加多樣化。衛(wèi)星、無人機(jī)、航空遙感等多種平臺的協(xié)同發(fā)展,將為我們提供更加豐富、全面的地球觀測數(shù)據(jù)。例如,在 2023 湖南 (國際) 通用航空產(chǎn)業(yè)博覽會通航遙感與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上,邵陽率先將無人機(jī)和衛(wèi)星遙感應(yīng)用到不動產(chǎn)登記與管理中,為土地招拍掛等主責(zé)主業(yè)提供支撐。長沙 “4?29” 自建房倒塌事故后,邵陽利用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)遙感對全市建筑物進(jìn)行診斷并提出建議方案。
其次,遙感技術(shù)將更加智能化。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)與遙感的融合將使數(shù)據(jù)處理和分析更加高效、精準(zhǔn)。中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院發(fā)布的 “空天?靈眸” 大模型,在 8 個國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上達(dá)到同類領(lǐng)先水平,有效填補(bǔ)了跨模態(tài)生成式預(yù)訓(xùn)練模型在遙感專業(yè)領(lǐng)域的空白,未來將推廣至多個行業(yè),為天空地一體化應(yīng)用提供解決方案。
再者,高光譜遙感技術(shù)將持續(xù)發(fā)展。中國高光譜事業(yè)迅速發(fā)展,開啟了環(huán)境監(jiān)測數(shù)字化、可視化、智能化建設(shè)的新篇章。如第四屆水質(zhì)高光譜遙感新技術(shù)交流研討會聚焦 “遙感技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力”,推動中國環(huán)保 + 遙感技術(shù)發(fā)展邁上新臺階。
中國遙感技術(shù)在國際合作方面也有著廣闊的前景。一方面,中國積極推動北斗導(dǎo)航、衛(wèi)星遙感、地理信息應(yīng)用等領(lǐng)域的國際合作和出口,支持企業(yè)拓展國際業(yè)務(wù)。這不僅有助于中國地理信息產(chǎn)業(yè)的全球化,也為世界各國提供了更多的選擇和合作機(jī)會。例如,國家遙感數(shù)據(jù)與應(yīng)用服務(wù)平臺國際版具備全球共享服務(wù)能力,可為 “一帶一路” 沿線國家和金磚國家提供遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)和產(chǎn)品服務(wù)。
另一方面,中國通過對外援助工作,如援助埃及建設(shè)埃及二號衛(wèi)星、援助納米比亞建設(shè)衛(wèi)星地面站等,彰顯了中國負(fù)責(zé)任大國的形象,為實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)做出積極貢獻(xiàn)。項目完成后,埃及將成為非洲第一個具有完備的衛(wèi)星總裝集成測試能力的國家,為埃及的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展提供航天高科技的有力支撐。
中國遙感技術(shù)的發(fā)展將推動人類社會向智能化、信息化邁進(jìn)。在交通領(lǐng)域,遙感技術(shù)與新能源汽車的深度融合,提升汽車的智能化水平,提高道路使用效率和安全性,為實現(xiàn)全自動駕駛汽車的商業(yè)化鋪平道路。如在博鰲亞洲論壇 2024 年年會期間,中國科學(xué)院院士李德仁表示,遙感技術(shù)與新能源汽車的深度融合是未來交通發(fā)展的關(guān)鍵方向。
在城市建設(shè)方面,遙感技術(shù)賦能智慧城市發(fā)展。通過感知、傳知、認(rèn)知、共知四大體系的城市智能體概念模型,利用遙感技術(shù)對城市各個方面進(jìn)行全面感知,借助泛在網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,通過城市大腦進(jìn)行分析處理,形成各個領(lǐng)域的智慧體系,讓城市運轉(zhuǎn)更聰明、更智慧。
總之,隨著技術(shù)不斷進(jìn)步和應(yīng)用拓展,中國遙感技術(shù)將在全球地理信息科技領(lǐng)域扮演更重要角色,為人類社會的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。返回搜狐,查看更多