中国环境报记者 郭薇
记者:高分一号卫星的发射有着怎样的意义?
刘志全:高分一号卫星成功研制并发射拉开了我国高分专项系列卫星研发的序幕。此次发射的高分一号卫星携带了新研制的高空间分辨率和宽覆盖特征的CCD相机,可大幅提高环保部门对大气环境、水环境和生态环境监测评估和管理的科技支撑能力,特别是对我国的区域空气质量、流域水环境质量和生态环境监管将发挥重要作用,使科技有效支撑我国环境监管的定量化和精细化水平,有利于环保部门开展大规模、快速、动态的生态环境监测及评价,对提升环境监管的科技支撑能力意义重大,为加快构建天地一体化的环境监测预警能力发挥积极作用。
记者:高分一号卫星的特点是什么?
刘志全:高分一号卫星携带了具有高空间分辨率和宽覆盖特征的CCD相机,寿命长达5~8年,并具备高分辨率、多光谱、大幅宽等成像特点。
空间分辨率指从卫星照片上能辨别地面目标的最小尺寸,高分一号卫星相机空间分辨率可达两米左右。同时,高分一号卫星拥有很高的时间分辨率。时间分辨率指重复观察地球同一位置地物所需要的时间。在空间分辨率相当的前提下,重访时间越短,监测的频率就越高,反映地表的变化就越详细,监测效果越好。高分一号卫星的高分辨率多光谱相机通过侧摆,可以扩大观测范围,4天左右就可重访一遍。另外,宽幅多光谱相机通过多角度拼接视场,可以实现大视场成像,也只需4天就能把地球完整地看一遍。空间分辨率和时间分辨率的完美结合,成为高分一号卫星一大亮点。
此外,高分一号卫星相机不但在空间分辨率高,而且还能够多光谱成像,增加了高分辨率多光谱成像能力,可以下传具有红黄蓝绿4个谱段的彩色图像,这已经是目前国内运行卫星载荷中的最高水平。高分一号卫星对定位精度和姿态稳定度的要求均高于目前国内卫星,这也为提高图像质量提供了保障。
记者:高分专项的主要目标和内容是什么?
刘志全:高分专项是中国《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006~2020)年》确定的16个重大专项之一,目标是研发高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率的对地观测系统。高分专项系列卫星研制与发射,将全面提升我国环境保护工作的自主获取高分辨率观测数据能力。
记者:环境保护部在高分专项中的相关工作是什么?
刘志全:高分专项是环境保护部主持或参加组织的4个科技重大专项之一,是高分一号卫星的主要用户、高分五号卫星的牵头用户,同时,环境保护领域也是高分卫星应用的重大领域之一。环境保护部科技标准司作为业务指导单位负责国防科工局的联系和协调,卫星环境应用中心作为技术支撑单位承担高分环境应用示范系统建设,并具体实施高分环境示范运行工作。
记者:目前环境保护部的科技工作对高分专项起到了怎样的支撑作用?
刘志全:环境保护部一直重视新技术和新方法的发展,积极推动和支持卫星遥感技术的研究和应用。自1998年就开始酝酿环境专用卫星研制,经过10年的不懈努力,2008年9月6日环境一号A、B星成功发射,成为我国环保史上的一个重要里程碑。之后经过3年多的建设,完成了环境卫星应用系统平台建设,标志着我国环境监测监管能力迈上了一个新的台阶,也为高分专项卫星环境应用示范系统建设积累了经验。
同时,牵头实施了“十一五”国家科技支撑计划“基于环境一号等国产卫星的环境遥感监测关键技术及软件研究”项目,围绕环境一号卫星遥感监测业务化运行开展技术攻关工作,攻克了基于环境一号等国产卫星的遥感监测系列关键技术,为高分一号卫星的应用奠定了技术基础。并通过环境公益项目研究解决环境管理重点问题的遥感应用关键技术,如开展环境污染事故航空遥感应急监测关键技术研究与应用、基于天地一体化工业特殊固体废物监管技术研究与示范、国家环境空间信息服务技术与管理模式研究、我国中东部地区PM2.5遥感监测关键技术和业务化运行方法研究等研究,这一系列的研究成果推动了遥感技术在国家生态环境监测、监察、管理、应急等环保主体业务工作中得到进一步推广和应用,为高分专项提供了有力的技术支撑,为我国天地一体化环境监测体系的建设与应用奠定了重要的技术基础。
记者:面对高分专项未来发展,环境保护部的长期工作目标是什么?
刘志全:高分辨率对地观测系统瞄准了国际遥感技术发展最高水平,它的建立将使我国对地观测整体能力发生质的飞跃。同时,高分辨率对地观测系统所具有高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率、宽观测频段等特点决定了它在我国环境保护领域将发挥巨大的作用。
未来几年,环境保护部以满足我国环境保护遥感动态监测业务需求为目标,以环境保护遥感动态监测信息服务为导向,以高分对地观测系统重大专项实施为契机,紧密结合我国环境保护工作实际和重大环境问题,将建立面向环境应用的高分数据应用处理、信息产品生产与服务技术标准和规范,解决高分数据和多源遥感数据的水、大气和生态环境遥感参数定量反演关键技术,生产时间序列高分卫星的环境应用产品,发展环境遥感监测与评价方法,构建高分卫星环境遥感应用技术体系,建立面向环境保护领域的高分数据应用技术流程和系统构架,制定环境应用标准信息产品体系,研发基于高分卫星的环境遥感动态监测系统和支撑数据库,形成高分环境示范系统支撑平台,充分发挥高分有效载荷的高空间分辨率、高光谱分辨率在环境遥感监测中的优势和作用,为建立我国“天—空—地”一体化环境监测业务化运行系统提供技术基础,为高分及其它多源遥感数据在环境监测中的有效应用提供技术示范,全面提升环境遥感应用的能力和水平,推动环境监管科技支撑体系建设。
记者:面对高分专项系列卫星,环境保护部在环境空气典型应用方面将开展哪些工作?
刘志全:环境空气监测高分典型应用包括燃煤电厂污染源监测及预警、温室气体监测及预警以及重点城市群空气质量监测及预警,即监测可吸入颗粒物、二氧化硫和氮氧化物排放;以及二氧化碳、甲烷、臭氧等温室气体排放;基于高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率、全天时全天候多源数据提取长三角、珠三角、京津冀等城市群及典型区域的大气环境遥感参数,开展气溶胶光学厚度、气溶胶粒子谱分布、空气混浊度、可吸入颗粒物浓度以及雾霾分布与浓度等动态遥感监测、预警和评价。
记者:面对高分专项系列卫星,环境保护部在水环境典型应用方面将开展哪些工作?
刘志全:在高分重大专项和水体污染控制与治理重大专项支持下,环境保护部在水环境典型应用方面将主要开展全天候动态水华监管、重点河段河口监控、饮用水水源地监测评价。即以水体叶绿素、水体透明度、悬浮物、CDOM、盐度等主要水质指标反演为目标,利用高分高空间分辨率、高光谱分辨率、高时间分辨率遥感影像数据,对我国重点湖库水华分布面积、暴发频率、水华成因机理进行动态监测与分析;对重点河段河口点污染源、河岸线变迁、水资源、河岸带生态环境安全进行遥感监测、监管和评价;对饮用水水源地保护区水域分布、消落带、取水口区域水质、水环境安全进行遥感动态监控。
记者:面对高分专项系列卫星,环境保护部在生态环境典型应用方面将开展哪些工作?
刘志全:生态环境监测高分典型应用包括国家级自然保护区遥感监测、城市生态环境遥感监测、大型工程/区域开发建设环境监察、农村生态环境遥感监测、生物多样性遥感监测等。利用遥感技术支持区域生态功能区划,确定不同地区的生态环境承载力和主导生态功能,指导生态保护分区、分级、分类工作,对自然保护区、重要生态功能区(包括重要水涵养区、水土保持区、洪水调蓄区、防风固沙区、生物多样性保护区)现状及动态变化的监测和综合评估;对资源开发活动、重大工程和重大开发项目引起的地表植被破坏、水土流失,土地退化、草原沙化、水生态平衡失调等生态环境变化及其影响、生态敏感区和脆弱区进行遥感监控、预警和评估;进行农村面源污染遥感监测、农产品产地、农产品生产基地和生产加工企业周边地区环境变化遥感调查