“空間信息技術,我們往往又稱為地理空間信息技術,從技術層面上看,它是遙感、地理信息系統、全球衛(wèi)星定位系統與通訊技術、網絡技術的綜合集成,將空間對地觀測信息的獲取、處理、分析、應用結為一體的信息技術體系。從目標層面看,整個空間信息技術的主要目標是研究并支持社會可持續(xù)發(fā)展,并為經濟發(fā)展提供決策依據?!痹谡劦娇臻g信息技術時,童慶禧院士首先向記者解釋了它的概念。
自主獲取數據 促進經濟發(fā)展
地球表層是地球動態(tài)變化最顯著的地方,人類活動對地球的影響也主要表現在地球表層,因此,它成了遙感監(jiān)測的主要對象。遙感監(jiān)測反映的主要是地球表層的自然和人工地物的狀況、類型、空間分布和變化等。進而以計算機為支撐,將獲得的信息進行處理、分析、模型化等,使之為經濟發(fā)展提供準確的數據和決策依據。
童慶禧院士介紹說,城市管理中最重要的就是信息管理,通過對地形、地物、城市布局等的研究獲得的數據信息,對城市的規(guī)劃、建設及管理起了很大的推動作用。根據廣州市的例子,在城市建設中,其工程1/3的經費和1/2的時間都用在了房屋的拆遷、改建上,極大地降低了經濟效益和工作效率。后來廣州市建委主管部門以高分辨率遙感信息為基礎,來制定科學的拆遷方案,更合理地確定哪些建筑該拆、哪些不該拆、應該在哪里重建等,既提高了效率,又節(jié)省了工程資金。
據童慶禧院士回憶,上世紀80年代,我國正處于改革開放初期,生產力水平很低,外匯儲備處于緊張狀態(tài),國家做出了“尋找黃金”的決定。當時,中科院積極研究開發(fā)有利于遙感找礦的高光譜遙感技術,通過它得到地面高光譜影像,再根據影像和光譜分析,提取區(qū)域的巖性和構造、蝕變和礦化等特性信息,以確定具體的勘測范圍或找礦靶區(qū),這樣就縮短了勘探時間,節(jié)省了人力物力。
為政府科學決策提供依據
童慶禧院士介紹說,對自然災害的監(jiān)測和評估,是遙感和空間信息非常重要的應用領域。我國是一個自然災害非常頻繁的國家,每年由于干旱、洪水、山崩、滑坡、泥石流、雪災等造成的經濟和人民生命財產的損失都要以千億元人民幣來計算,這是一個非常嚴峻的事實。采用遙感技術不斷監(jiān)測災害,特別是從監(jiān)測發(fā)展到對自然災害的預測、預報和預警,已成為遙感地理空間信息技術的重要任務。目前我國已建立了遙感災害的監(jiān)測和評估系統。
1998年,百年不遇的特大洪水襲擊了我國長江、松花江和嫩江流域,我國國家遙感中心、中國科學院遙感應用研究所等單位通過遙感、地理信息系統、衛(wèi)星定位系統的結合,成功地對洪水災害進行了監(jiān)測和評估,提供了這次洪水到底淹沒了多少村莊、農田,造成的損失有多大等數據。遙感監(jiān)測結果與某些地方上報的數據相比,兩者相差近十倍之大,但事實證明遙感提供的數據更接近客觀的真實。
利用遙感還可以宏觀、科學和客觀地分析全國的土地利用和土地覆蓋的狀況,進行土地利用和土地覆蓋的分類,如林地、草地、荒漠、山地、水體(河流、湖泊等)、農業(yè)用地、城市用地、工業(yè)用地等,這些都可以通過對遙感影像的分析得到。
童慶禧院士說,現在,我國的遙感部門通過遙感信息技術不斷地對中國的國土資源、自然災害進行調查和分析,并將調查數據通過專門的網絡直接發(fā)送到國務院等領導部門,成為國家領導高層決策的重要信息來源。
提高人類認識水平
遙感空間信息技術可以增加人類了解和認識自然的途徑和手段,在很大程度上改變了人們的認識論。以前,人們總是從點到面地觀察問題,而利用空間信息技術可以從面到點、從宏觀到微觀地觀測事物和現象,這樣,在我們認識客觀世界時就可以避免“只緣身在此山中”而“不識廬山真面目”,避免看問題時所產生的偏差,成為現代人認識自然界、地球和宇宙的重要技術和信息支撐。童慶禧院士舉例說,厄爾尼諾和拉尼娜現象是由于太平洋東部海水溫度的變化而產生的,但如此大范圍的海洋表面的溫度變化過程是很難通過常規(guī)手段進行監(jiān)測的,而通過遙感衛(wèi)星的對地觀測就很容易發(fā)現并從宏觀的角度進行研究。從這個意義上講,遙感正是人眼的延伸和拓展。衛(wèi)星遙感使我們具備了對地球的宏觀觀測能力,借助衛(wèi)星,人們可以實現對全球的觀測。通過衛(wèi)星觀測,可以得到全球土壤的濕度狀況、全球植被的分布狀況、海洋浮游生物的空間分布及其富集狀況等。通過衛(wèi)星遙感,人們隨時都可以監(jiān)測全球的變化,因此空間信息技術對于人類認識的提高具有很大的作用。
童慶禧院士欣喜地說:“在科技部的支持下,我國在2005年10月成功發(fā)射了一顆高性能的對地觀測小衛(wèi)星,后定名為‘北京一號’,‘北京一號’小衛(wèi)星只有166公斤,具有5年的在軌運行壽命,系統可以長期、穩(wěn)定地提供現勢性強的高分辨率和寬覆蓋遙感影像數據,廣泛服務于國土資源調查、土地利用監(jiān)測、環(huán)境及災害監(jiān)測、測繪制圖、城市建設和規(guī)劃、農林和水資源管理、重大工程監(jiān)測等眾多領域,并可為2008年科技奧運提供信息和技術支撐?!本┮惶枴⌒l(wèi)星的成功運行,有效地提高了對資源環(huán)境的動態(tài)監(jiān)測能力,對我國經濟、社會協調可持續(xù)發(fā)展起著重要作用?!?BR>
在提高人類認識水平方面,航空遙感同衛(wèi)星遙感一樣也在發(fā)揮著巨大作用?,F在國際上無論是美國等發(fā)達國家還是其他發(fā)展中國家,都不斷地利用飛機裝載各種遙感儀器對地面進行遙感探測。飛機有相當大的靈活性,可以裝載多種儀器,有利于實施空中對地面的綜合觀測,可以有效地獲得公分、甚至毫米級的高分辨率數據,從技術上支持人類深入細致的研究,支持科學理論的創(chuàng)新和地學應用的發(fā)展,以使人類更好地認識地球的整體性和區(qū)域性規(guī)律,為資源環(huán)境和人口的科學與可持續(xù)發(fā)展服務,從調查、監(jiān)測向對地學現象和過程的預測、預報和預警發(fā)展。
據他介紹,北京市東城區(qū)已經率先開展了城市信息化工作,形成了網格化的城市管理體系——“萬米網格”,城區(qū)內的街道、居民委員會、派出所,甚至連路上的井蓋、路旁的道路標志等城市部件在系統內都可以被準確地定性、定量和定位地進行管理。如果某條路上的井蓋丟失了,附近的協管員就可以將此信息錄入系統,傳到信息管理中心,在井蓋被重新安裝以后,信息也會很快得到更新,當然這需要現代化的空間信息管理基礎設施做支撐。
童慶禧院士強調說:“為此,在空間信息技術的發(fā)展中應搞好規(guī)劃,使空、天、地一體化和同步發(fā)展。衛(wèi)星遙感和航空遙感應各有側重,相互補充。衛(wèi)星或航天遙感側重于全球性的觀測,而航空遙感則是國內高分辨率空間信息保障的主力?!?BR>
戰(zhàn)略研究 把握大局
在談到如何做學問時,童慶禧院士說了一句話:“時勢造英雄和英雄造時勢?!彼赋?,時勢造英雄是指當時的社會、國家需要你承擔一定的使命,你的學問達到了一定的高度,對重要問題有自己獨到的見解,就會有承擔國家使命的機會。童慶禧院士剛開始在中國科學院地理研究所從事氣候學研究,1973~1975年中科院提出發(fā)展對地觀測衛(wèi)星任務,他積極參與了發(fā)展規(guī)劃建議書的編寫,和王大珩、陳述彭、匡定波等老一輩科學家一道參與了1976年中國科學院組織的遙感技術規(guī)劃會并積極組織實施。1977年和1978年在新疆和云南騰沖的綜合遙感實驗使他得到了極大的鍛煉。
1979年,國務院批準中科院成立了遙感應用研究所,他又成為遙感所最早的成員和奠基人之一。在把握機遇、順應歷史的背景下,為他后來躬耕于遙感技術及其應用的發(fā)展奠定了基礎。在此以后,他又在黃淮海農業(yè)綜合治理遙感技術應用、中國科學院先進遙感飛機的引進和裝備,以及國家第七個五年計劃“高空機載遙感實用系統”國家科技攻關項目中兩次獲得了中國科學院科技進步特等獎。童慶禧院士說:“如果沒有當時中國科學院對遙感技術和應用發(fā)展的重視和后來在國家科技攻關計劃中對遙感的持續(xù)支持,個人再大的努力恐怕也難以有所作為!”
他指出,既然歷史選擇了我們,把我們推到了風口浪尖上,我們就要抓住機遇、把握大局,努力去創(chuàng)造一段歷史。總之,不同的歷史會創(chuàng)造不同的人物,不同的人物又可能在推動歷史發(fā)展過程中扮演不同的角色。當今社會的競爭主要就體現在科技的競爭上,而科技的競爭關鍵在人才,特別是創(chuàng)新人才的競爭。在科技隊伍急劇擴大、水平迅速提高的今天,就更需要有戰(zhàn)略眼光,宏觀地把握全局,及時抓住發(fā)展、創(chuàng)業(yè)的機會,促進科學技術的發(fā)展,更好地為國家經濟社會發(fā)展和建設和諧社會服務。
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