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环境与灾害监测预报小卫星装备可见光、红外、超光谱成像仪等遥感仪器，可对地球实施全天候、高精度的环境与灾害监测。 |
编者按：利用传统手段对全国生态环境进行调查，不仅花费巨大人力、物力，效果也不够理想。如何改变这一状况？前不久，我国成功将“环境与灾害监测预报小卫星”送入太空，在世界上开创了环境卫星业务化运行的先例，具有划时代意义。针对环境卫星与其他专业卫星的区别、环境卫星的主要功能及应用等方面，本报记者进行了相关采访。
2008年9月6日11时25分，我国成功将“环境与灾害监测预报小卫星星座”A、B星送入太空，并准确定轨。9月8日17时，两颗卫星成功传回首幅遥感图像，随后开展的首次环境应用实验也获得成功。
日前，记者走进了位于北京北城的环境保护部环境卫星中心筹备办公室。监控屏幕上，可以清楚地看到环境一号A、B星在数百公里高的轨道上运行的情况，而眼前，就是不久前这两颗卫星刚传回的辽东湾和三江平原的遥感图像。这样的场景让记者真切感受到了环境监测卫星应用时代的到来。
大范围观察土壤、植被和水质状况，快速为区域环境做全身体检
“发射环境卫星是形势所需。”环保部科技标准司司长赵英民告诉记者，目前我国已有2000多个环境监测站，每年约产生3000万个环境监测数据。但是由于监测站点一般都设置在大城市及其周边，而我国幅员辽阔，一些重要生态保障区急需的监测数据很难获得。另一方面，我国环境与灾害监测与研究手段基本停留在常规阶段，已经不能适应国民经济和社会持续稳定发展的需要。
“过去对全国生态环境进行一次调查耗时费力，还要花费巨资，而利用卫星技术，可以快速、大范围地观察大气、土壤、植被和水质状况，因此卫星遥感技术在环保领域的应用，使我们对全国生态环境的动态监测工作变为可能。”赵英民说。
“环境卫星上天让环保人跨入了卫星应用时代。”环境保护部环境卫星中心筹备办公室副主任、环境卫星环境应用系统总师王桥研究员告诉记者，“这也让我们的监测手段从点到面、从定时到连续、从静态到动态、从区域到洲际成为可能。”
据王桥介绍，“环境与灾害监测预报小卫星星座”由4颗光学卫星和4颗合成孔径雷达卫星组成。此次成功发射的A、B星是星座建设的第一步，明年还将发射“环境一号卫星”C星。
“环境卫星的应用是一项复杂的系统工程，不仅需要天—地协调的卫星系统作保障，还需要大量先进技术方法、软件、设备以及技术队伍的严密配合。”王桥说，环境遥感应用仅靠“看图说话”是远远不够的，需要进行大量的定量反演以提取各种环境监测参数。目前，环境应用系统正在抓紧建设和完善，争取经过几个月卫星在轨测试后能够尽快投入业务运行。
“环境卫星与其他卫星在运行机制方面有很大不同。”赵英民说，“环境与灾害监测预报小卫星星座”系统的建设采取了业主制，环境保护部和国家减灾委为卫星业主单位，共同负责卫星运行管理与应用系统建设。“所谓业主制，就像我们装修房子，业主提出要求，设计施工方想方设法达到预期效果。”
此言不虚，卫星在载荷设计过程中就充分考虑了业主的需求。双星上配置的遥感仪器对环境污染、自然灾害的发生、定量分析、评估等将起着重要作用。CCD相机用于水体污染管理、城市规划、土地沙化监测等；超光谱成像仪用于监测土地的沙化、盐碱化、石漠化，探测冰雪灾害与森林、草原火灾等；红外相机主要用于各种火灾分析、地震监测、植被分类等。
环境卫星总设计师助理杨芳举例说，环境A星上载有我国第一个对地观测的超光谱成像仪，可见光的谱段可以细分到128个，环保工作人员不仅能从近红外的谱段看到植被的生长周期，谱段细化对于沙漠化、退耕还林效果的监测也可以更全面系统，并为利用卫星定量遥感监测大气和水环境提供了很好的技术基础。
与多部门共用卫星不同，业主单位还拥有对卫星控管的“特权”。“比如有环境事故和自然灾害发生时，我们可对卫星发出指令，让卫星‘更多的精力’集中在事故区域的观测上，这在以前是很难实现的。”王桥介绍说。
范围广、有特色，应用前景值得期待
“你看，这是去年太湖蓝藻暴发时我们利用国外卫星对污染状况的遥感图像，下面的是人工监测的分析图。”王桥所指的人工监测图上，靠近太湖东南侧的蓝藻水华结果根本无从表现，而在卫星遥感图中却呈现最重的红色。
王桥说，差异大的原因在于太湖东南侧根本没有监测站点，而且太湖面积很大，人工监测跑一圈就要10多天，数据很难反映动态变化。“这就是卫星的优势，也是其未来应用的一个例子。”
对于下一步环境卫星的应用，王桥和他的团队已经有了比较充分的准备，关键技术研究和相关实验也进行了多年。环境卫星应用产品将有三大类：环境遥感基本数据产品、环境遥感专题数据产品和环境遥感应用数据产品。仅专题数据产品就包括了大型水体环境遥感监测、区域大气环境遥感监测和宏观生态环境遥感监测等方面的20余种。
以大气环境遥感应用数据产品为例，环境卫星能提供颗粒物污染监测、霾覆盖及污染监测、沙尘及沙尘暴监测、秸秆焚烧遥感监测、空气质量评价等多个专题，而且与传统监测有所不同，卫星遥感监测更能反映空间分布的特点。
不仅如此，城市生态评价、大型工程与区域开发长期生态环境影响监测与评价，国家生态建设区域效果监测与评价，区域生态、环境灾害监测与评价，全球变暖监测与评价等一系列有特色的应用也将随着星座与系统的完善而不断展开。王桥介绍，目前，世界上还没有环境卫星业务化运行的先例，应该说，我国环境卫星应用的前景值得期待。
“正像环保部吴晓青副部长所说，环境卫星对于建立国家先进的环境立体监测体系并进一步促进国民经济和社会发展具有重要意义。我们对未来的应用很有信心。”王桥笑了。
