“空間信息技術(shù),我們往往又稱為地理空間信息技術(shù),從技術(shù)層面上看,它是遙感、地理信息系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)與通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合集成,將空間對(duì)地觀測(cè)信息的獲取、處理、分析、應(yīng)用結(jié)為一體的信息技術(shù)體系。從目標(biāo)層面看,整個(gè)空間信息技術(shù)的主要目標(biāo)是研究并支持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展,并為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供決策依據(jù)?!痹谡劦娇臻g信息技術(shù)時(shí),童慶禧院士首先向記者解釋了它的概念。
自主獲取數(shù)據(jù) 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展
地球表層是地球動(dòng)態(tài)變化最顯著的地方,人類活動(dòng)對(duì)地球的影響也主要表現(xiàn)在地球表層,因此,它成了遙感監(jiān)測(cè)的主要對(duì)象。遙感監(jiān)測(cè)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(jìn)而以計(jì)算機(jī)為支撐,將獲得的信息進(jìn)行處理、分析、模型化等,使之為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和決策依據(jù)。
童慶禧院士介紹說(shuō),城市管理中最重要的就是信息管理,通過(guò)對(duì)地形、地物、城市布局等的研究獲得的數(shù)據(jù)信息,對(duì)城市的規(guī)劃、建設(shè)及管理起了很大的推動(dòng)作用。根據(jù)廣州市的例子,在城市建設(shè)中,其工程1/3的經(jīng)費(fèi)和1/2的時(shí)間都用在了房屋的拆遷、改建上,極大地降低了經(jīng)濟(jì)效益和工作效率。后來(lái)廣州市建委主管部門以高分辨率遙感信息為基礎(chǔ),來(lái)制定科學(xué)的拆遷方案,更合理地確定哪些建筑該拆、哪些不該拆、應(yīng)該在哪里重建等,既提高了效率,又節(jié)省了工程資金。
據(jù)童慶禧院士回憶,上世紀(jì)80年代,我國(guó)正處于改革開(kāi)放初期,生產(chǎn)力水平很低,外匯儲(chǔ)備處于緊張狀態(tài),國(guó)家做出了“尋找黃金”的決定。當(dāng)時(shí),中科院積極研究開(kāi)發(fā)有利于遙感找礦的高光譜遙感技術(shù),通過(guò)它得到地面高光譜影像,再根據(jù)影像和光譜分析,提取區(qū)域的巖性和構(gòu)造、蝕變和礦化等特性信息,以確定具體的勘測(cè)范圍或找礦靶區(qū),這樣就縮短了勘探時(shí)間,節(jié)省了人力物力。
為政府科學(xué)決策提供依據(jù)
童慶禧院士介紹說(shuō),對(duì)自然災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和評(píng)估,是遙感和空間信息非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域。我國(guó)是一個(gè)自然災(zāi)害非常頻繁的國(guó)家,每年由于干旱、洪水、山崩、滑坡、泥石流、雪災(zāi)等造成的經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)的損失都要以千億元人民幣來(lái)計(jì)算,這是一個(gè)非常嚴(yán)峻的事實(shí)。采用遙感技術(shù)不斷監(jiān)測(cè)災(zāi)害,特別是從監(jiān)測(cè)發(fā)展到對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警,已成為遙感地理空間信息技術(shù)的重要任務(wù)。目前我國(guó)已建立了遙感災(zāi)害的監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)。
1998年,百年不遇的特大洪水襲擊了我國(guó)長(zhǎng)江、松花江和嫩江流域,我國(guó)國(guó)家遙感中心、中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所等單位通過(guò)遙感、地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)的結(jié)合,成功地對(duì)洪水災(zāi)害進(jìn)行了監(jiān)測(cè)和評(píng)估,提供了這次洪水到底淹沒(méi)了多少村莊、農(nóng)田,造成的損失有多大等數(shù)據(jù)。遙感監(jiān)測(cè)結(jié)果與某些地方上報(bào)的數(shù)據(jù)相比,兩者相差近十倍之大,但事實(shí)證明遙感提供的數(shù)據(jù)更接近客觀的真實(shí)。
利用遙感還可以宏觀、科學(xué)和客觀地分析全國(guó)的土地利用和土地覆蓋的狀況,進(jìn)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(nóng)業(yè)用地、城市用地、工業(yè)用地等,這些都可以通過(guò)對(duì)遙感影像的分析得到。
童慶禧院士說(shuō),現(xiàn)在,我國(guó)的遙感部門通過(guò)遙感信息技術(shù)不斷地對(duì)中國(guó)的國(guó)土資源、自然災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查和分析,并將調(diào)查數(shù)據(jù)通過(guò)專門的網(wǎng)絡(luò)直接發(fā)送到國(guó)務(wù)院等領(lǐng)導(dǎo)部門,成為國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)高層決策的重要信息來(lái)源。
提高人類認(rèn)識(shí)水平
遙感空間信息技術(shù)可以增加人類了解和認(rèn)識(shí)自然的途徑和手段,在很大程度上改變了人們的認(rèn)識(shí)論。以前,人們總是從點(diǎn)到面地觀察問(wèn)題,而利用空間信息技術(shù)可以從面到點(diǎn)、從宏觀到微觀地觀測(cè)事物和現(xiàn)象,這樣,在我們認(rèn)識(shí)客觀世界時(shí)就可以避免“只緣身在此山中”而“不識(shí)廬山真面目”,避免看問(wèn)題時(shí)所產(chǎn)生的偏差,成為現(xiàn)代人認(rèn)識(shí)自然界、地球和宇宙的重要技術(shù)和信息支撐。童慶禧院士舉例說(shuō),厄爾尼諾和拉尼娜現(xiàn)象是由于太平洋東部海水溫度的變化而產(chǎn)生的,但如此大范圍的海洋表面的溫度變化過(guò)程是很難通過(guò)常規(guī)手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)的,而通過(guò)遙感衛(wèi)星的對(duì)地觀測(cè)就很容易發(fā)現(xiàn)并從宏觀的角度進(jìn)行研究。從這個(gè)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(duì)地球的宏觀觀測(cè)能力,借助衛(wèi)星,人們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全球的觀測(cè)。通過(guò)衛(wèi)星觀測(cè),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(guò)衛(wèi)星遙感,人們隨時(shí)都可以監(jiān)測(cè)全球的變化,因此空間信息技術(shù)對(duì)于人類認(rèn)識(shí)的提高具有很大的作用。
童慶禧院士欣喜地說(shuō):“在科技部的支持下,我國(guó)在2005年10月成功發(fā)射了一顆高性能的對(duì)地觀測(cè)小衛(wèi)星,后定名為‘北京一號(hào)’,‘北京一號(hào)’小衛(wèi)星只有166公斤,具有5年的在軌運(yùn)行壽命,系統(tǒng)可以長(zhǎng)期、穩(wěn)定地提供現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的高分辨率和寬覆蓋遙感影像數(shù)據(jù),廣泛服務(wù)于國(guó)土資源調(diào)查、土地利用監(jiān)測(cè)、環(huán)境及災(zāi)害監(jiān)測(cè)、測(cè)繪制圖、城市建設(shè)和規(guī)劃、農(nóng)林和水資源管理、重大工程監(jiān)測(cè)等眾多領(lǐng)域,并可為2008年科技奧運(yùn)提供信息和技術(shù)支撐。‘北京一號(hào)’小衛(wèi)星的成功運(yùn)行,有效地提高了對(duì)資源環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力,對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展起著重要作用?!?BR>
在提高人類認(rèn)識(shí)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(xiàn)在國(guó)際上無(wú)論是美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家還是其他發(fā)展中國(guó)家,都不斷地利用飛機(jī)裝載各種遙感儀器對(duì)地面進(jìn)行遙感探測(cè)。飛機(jī)有相當(dāng)大的靈活性,可以裝載多種儀器,有利于實(shí)施空中對(duì)地面的綜合觀測(cè),可以有效地獲得公分、甚至毫米級(jí)的高分辨率數(shù)據(jù),從技術(shù)上支持人類深入細(xì)致的研究,支持科學(xué)理論的創(chuàng)新和地學(xué)應(yīng)用的發(fā)展,以使人類更好地認(rèn)識(shí)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(xué)與可持續(xù)發(fā)展服務(wù),從調(diào)查、監(jiān)測(cè)向?qū)Φ貙W(xué)現(xiàn)象和過(guò)程的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)和預(yù)警發(fā)展。
據(jù)他介紹,北京市東城區(qū)已經(jīng)率先開(kāi)展了城市信息化工作,形成了網(wǎng)格化的城市管理體系——“萬(wàn)米網(wǎng)格”,城區(qū)內(nèi)的街道、居民委員會(huì)、派出所,甚至連路上的井蓋、路旁的道路標(biāo)志等城市部件在系統(tǒng)內(nèi)都可以被準(zhǔn)確地定性、定量和定位地進(jìn)行管理。如果某條路上的井蓋丟失了,附近的協(xié)管員就可以將此信息錄入系統(tǒng),傳到信息管理中心,在井蓋被重新安裝以后,信息也會(huì)很快得到更新,當(dāng)然這需要現(xiàn)代化的空間信息管理基礎(chǔ)設(shè)施做支撐。
童慶禧院士強(qiáng)調(diào)說(shuō):“為此,在空間信息技術(shù)的發(fā)展中應(yīng)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(yīng)各有側(cè)重,相互補(bǔ)充。衛(wèi)星或航天遙感側(cè)重于全球性的觀測(cè),而航空遙感則是國(guó)內(nèi)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(xué)問(wèn)時(shí),童慶禧院士說(shuō)了一句話:“時(shí)勢(shì)造英雄和英雄造時(shí)勢(shì)。”他指出,時(shí)勢(shì)造英雄是指當(dāng)時(shí)的社會(huì)、國(guó)家需要你承擔(dān)一定的使命,你的學(xué)問(wèn)達(dá)到了一定的高度,對(duì)重要問(wèn)題有自己獨(dú)到的見(jiàn)解,就會(huì)有承擔(dān)國(guó)家使命的機(jī)會(huì)。童慶禧院士剛開(kāi)始在中國(guó)科學(xué)院地理研究所從事氣候?qū)W研究,1973~1975年中科院提出發(fā)展對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星任務(wù),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(xué)家一道參與了1976年中國(guó)科學(xué)院組織的遙感技術(shù)規(guī)劃會(huì)并積極組織實(shí)施。1977年和1978年在新疆和云南騰沖的綜合遙感實(shí)驗(yàn)使他得到了極大的鍛煉。
1979年,國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)中科院成立了遙感應(yīng)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(jī)遇、順應(yīng)歷史的背景下,為他后來(lái)躬耕于遙感技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在此以后,他又在黃淮海農(nóng)業(yè)綜合治理遙感技術(shù)應(yīng)用、中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)遙感飛機(jī)的引進(jìn)和裝備,以及國(guó)家第七個(gè)五年計(jì)劃“高空機(jī)載遙感實(shí)用系統(tǒng)”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目中兩次獲得了中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。童慶禧院士說(shuō):“如果沒(méi)有當(dāng)時(shí)中國(guó)科學(xué)院對(duì)遙感技術(shù)和應(yīng)用發(fā)展的重視和后來(lái)在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃中對(duì)遙感的持續(xù)支持,個(gè)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(fēng)口浪尖上,我們就要抓住機(jī)遇、把握大局,努力去創(chuàng)造一段歷史??傊煌臍v史會(huì)創(chuàng)造不同的人物,不同的人物又可能在推動(dòng)歷史發(fā)展過(guò)程中扮演不同的角色。當(dāng)今社會(huì)的競(jìng)爭(zhēng)主要就體現(xiàn)在科技的競(jìng)爭(zhēng)上,而科技的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵在人才,特別是創(chuàng)新人才的競(jìng)爭(zhēng)。在科技隊(duì)伍急劇擴(kuò)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(shí)抓住發(fā)展、創(chuàng)業(yè)的機(jī)會(huì),促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,更好地為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和建設(shè)和諧社會(huì)服務(wù)。
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