資料圖片:今年9月,可持續發展大數據國際研究中心(CBAS)在北京正式成立,郭華東院士擔任中心主任。 中新社記者 孫自法 攝
中新網記者 孫自法
中國科學院“地球大數據科學工程”先導專項研制、全球首顆專門服務聯合國2030年可持續發展議程的科學衛星“可持續發展科學衛星1號”(SDGSAT-1),11月5日成功發射。該衛星是中科院首顆地球科學衛星,也是今年9月在北京成立的、全球首個以大數據服務聯合國2030年議程的國際科研機構——可持續發展大數據國際研究中心(CBAS)規劃的首發星。
為什么要研制發射可持續發展科學衛星?它將如何實現科學目標?怎樣為全球科學家提供數據共享服務?未來衛星系列化發展有何規劃?圍繞這些備受關注的話題,SDGSAT-1衛星首席科學家、中科院“地球大數據科學工程”先導專項負責人、CBAS主任郭華東院士接受中新社記者專訪進行解讀。
空間觀測可持續發展目標物化特性需要特定數據
現有遙感衛星都能對地球進行觀測并共享數據,為什么還要專門研制和發射可持續發展衛星?
郭華東指出,可持續發展目標(SDGs)包括17個目標和169個子目標,含社會、經濟、環境等不同方面,涉及內容繁多,對可持續發展目標全球監測、評估與科學研究需要針對目標特性的數據,在現有衛星系統中找不到答案。
“2030年可持續發展議程的核心目標是實現人與自然的和諧相處。中國陸續發射了氣象、資源、環境、海洋等對地觀測衛星,需要注意的是這些衛星的觀測目標均為自然現象,而SDGSAT-1衛星的觀測目標是對‘人類活動遺跡的精細刻畫’,即獲取人類活動與地表地物相互作用產生的信息。與其他衛星相比,這是該科學衛星立項理念和觀測機理與方法的重要特色,是研制和發射SDGSAT-1的必要所在?!?/p>
他舉例稱,比如第6項可持續發展目標名稱為城市與社區,要分析“一帶一路”區域的超大城市的狀況,需定量探測城市發展的速度、人居格局狀況、能源消耗情況等,所需數據的分辨率要求更高、所需的定量反演參數要求更多等,所以需要可持續發展科學衛星發展新的技術來解決。
郭華東說,中科院有“地球大數據科學工程”、空間科學等幾十個先導專項,SDGSAT-1衛星是兩個專項合作,其由地球大數據專項立項、論證和研制,工程總體則納入空間科學先導專項進行衛星的工程管理。
精細空間探測助力尋找地球表面人類活動留下的蛛絲馬跡
旨在實現“人類活動痕跡”精細刻畫的SDGSAT-1衛星,將如何實現這一目標?怎樣對全球SDGs實現進行監測、評估和科學研究提供數據支持?
郭華東介紹說,對“人類活動痕跡”精細刻畫方面,比如對海岸帶養殖海產的養殖場,SDGSAT-1衛星可以監測夜間燈光,“做養殖場會有微弱燈光,我們可以捕捉到特征信息”。此外,對排污口等熱能排放指標,SDGSAT-1衛星可以用熱紅外儀器監測非法排放情況。對城市的擴展和擴張,也可以通過高精度的衛星影像做動態監測。
針對現在相對難以監測的、比如拓展到兩千年前張騫出使西域時留下的痕跡,通過現場實地勘測的方法無法監測到,但利用SDGSAT-1衛星,通過精細空間探測反而能監測到這樣的現象,能夠尋找到古代留下的蛛絲馬跡,例如古長城、古河道等留下的痕跡?!皬暮暧^角度上能看到更多的信息,比如消失的古城等現象。這些都是對人類活動痕跡的探測”。
對于全球變暖后極地的冰雪變化,SDGSAT-1衛星通過獲取晝夜圖像,白天反射的是與太陽光能量,星載微光傳感器主要獲取月光與冰雪的相互作用信息,進一步分析冰雪物質成分、幾何特性及變化,有望為極地冰雪演變和氣候變化提供科學依據。
郭華東指出,SDGSAT-1衛星傳感器很有特色,不僅熱紅外和微光儀器的分辨率高,還能將熱紅外、微光、多光譜儀器組合起來進行探測,實現全天候的觀測。同時,300千米的衛星覆蓋寬度,可保證快速獲取高分辨率、大范圍數據。新的探測手段結合新的觀點和理念去分析認識,期待逐步收獲新的科學發現。
構建共享機制提供不同國家所需數據產品
郭華東表示,SDGSAT-1衛星數據主要是服務全球SDGs監測、評估和科學研究,衛星入軌運行后,其數據產品將面向全球進行共享,為國際社會特別是發展中國家提供開展SDGs研究所需的數據支撐。
在服務國際科學家、構建數據共享機制方面,SDGSAT-1衛星將從三方面發揮作用:一是為中國國內監測提供數據源;二是為中國科學家進一步開展全球性科研工作提供數據,包括全球森林監測、沙漠化動態監測等;三是為全球特別是“一帶一路”沿線國家和地區提供數據產品支持,“把這些數據提供給聯合國成員國,提供全球各個國家需要的數據產品”。
他提醒指出,盡管SDGSAT-1衛星提供數據支持、提供手段,但一顆衛星不可能解決所有問題,目前該衛星可為聯合國2030年議程17個SDGs中的6個目標提供數據服務,后續還要爭取服務更多的目標和解決更多問題。同時,需要充分利用現有其他衛星系統的數據,聯合中外相關機構發起SDG空間觀測聯盟。
“我們正在論證可持續發展科學衛星后續的系列星。下一步努力的方向是納入到國家規劃,爭取立項支持,繼續向前發展。后續的衛星要回答如何更好地服務SDGs的實現,我們在論證中。”郭華東透露說。