空間對地觀測技術(shù)具有宏觀快速準(zhǔn)確、客觀規(guī)律數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和能力，可以說是實(shí)現(xiàn)環(huán)境觀測的有效手段，可以為“一帶一路”建設(shè)提供重要的幫助和決策支持。今天我為大家介紹三個(gè)方面的內(nèi)容：首先講“一帶一路”面臨的一系列挑戰(zhàn)，其次介紹我國空間對地觀測技術(shù)發(fā)展，最后介紹由中國科學(xué)家發(fā)起的數(shù)字絲路國際科學(xué)計(jì)劃。

　　“一帶一路”建設(shè)中的挑戰(zhàn)和應(yīng)對措施

　　“一帶一路”建設(shè)面臨什么樣的挑戰(zhàn)？首先“一帶一路”面臨全球變化的挑戰(zhàn)。這幾年來全球的氣候在不斷地變化，全球的溫度也在不斷上升。目前，位于中亞地區(qū)的咸海已經(jīng)從浩瀚的湖泊慢慢地演化到基本上湖泊消失了這么一個(gè)程度，所以可以看出全球地表的水量在減少，這都是全球環(huán)境變化帶來的結(jié)果。這樣的環(huán)境變化，確實(shí)會為“一帶一路”建設(shè)帶來很大的挑戰(zhàn)。

　　同時(shí)也面臨著糧食安全的挑戰(zhàn)。為此，聯(lián)合國在制訂可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的時(shí)候，零饑餓和無饑餓一起構(gòu)成的糧食安全成為聯(lián)合國的重要目標(biāo)。然而，面臨糧食安全的挑戰(zhàn)集中的地區(qū)也在“一帶一路”地區(qū)。

　　另外還有自然災(zāi)害的挑戰(zhàn)。“一帶一路”建設(shè)地區(qū)自然災(zāi)害尤為嚴(yán)重。其中超過80%的災(zāi)害是地震、風(fēng)暴潮、水旱災(zāi)害等，這三大災(zāi)害構(gòu)成了全球無論是死亡的人數(shù)還是經(jīng)濟(jì)損失的80%。

　　與此同時(shí)，“一帶一路”建設(shè)所要實(shí)施的一系列實(shí)踐工程，其實(shí)也面臨著很多的風(fēng)險(xiǎn)。例如中巴走廊，從新疆到巴基斯坦的瓜達(dá)爾港，幾百公里長度的中巴走廊，面臨著諸多風(fēng)險(xiǎn)，有地震災(zāi)害，特別是水災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)特別大。

　　不過，面臨這樣的威脅，我們要有科學(xué)的行動(dòng)和應(yīng)對措施，從而避免這些災(zāi)害帶來的不利影響。在這樣一個(gè)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化發(fā)展的不平衡，特別是城市化本身的快速發(fā)展，對各個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)、人口各方面也會帶來系列的挑戰(zhàn)。那么面對以上的挑戰(zhàn)，我們怎么去應(yīng)對？目前，空間對地觀測技術(shù)其實(shí)是個(gè)非常先進(jìn)的技術(shù)，它可以把“一帶一路”作為一個(gè)整體來進(jìn)行認(rèn)知，可以說它有著其他技術(shù)難以替代的，有的時(shí)候是唯一的可以發(fā)揮作用的一個(gè)技術(shù)。

　　通過對地觀察大數(shù)據(jù)的共享對于沿線60多個(gè)國家的發(fā)展具有重要意義。比如在糧食生產(chǎn)監(jiān)測方面，“一帶一路”沿線國家水稻產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的88%，小麥產(chǎn)量超過全球總產(chǎn)量的60%，玉米總產(chǎn)量超過全球總產(chǎn)量的三分之一。

　　另外，全球60%以上的人口集中在“一帶一路”沿線國家和地區(qū)，其中大部分都是發(fā)展中國家，城市化率相對較低，隨著城市化的發(fā)展，城市病也逐漸顯現(xiàn)出來了，急需用空間對地觀測技術(shù)進(jìn)行城市化的監(jiān)測，提供城市化的信息支持。

　　對地觀測技術(shù)提供數(shù)據(jù)支撐

　　那么我們國家的對地觀測技術(shù)發(fā)展情況到底如何呢？接下來，我給大家介紹一下中國空間對地觀測技術(shù)的發(fā)展。55年前，遙感這門科學(xué)技術(shù)就正式問世了。這些年來我國在遙感技術(shù)方面取得了長足的發(fā)展。未來，我們國家還要發(fā)射一系列遙感衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星，目前我們國家發(fā)射的這些對地觀測衛(wèi)星數(shù)量在國際上是屬于前茅的，當(dāng)然還要進(jìn)一步提高它的質(zhì)量和技術(shù)能力。

　　目前，資源衛(wèi)星應(yīng)用在我們的土地調(diào)查、糧食估產(chǎn)、災(zāi)害檢測、森林囤積量的監(jiān)測、環(huán)境調(diào)查等各個(gè)方面。近些年來，我們國家發(fā)射一系列的環(huán)境衛(wèi)星對于北方的一些陸地污染，南方一些水面污染監(jiān)測都做了很多工作。其中氣象衛(wèi)星在這些運(yùn)行衛(wèi)星里面，是運(yùn)行得比較成熟的一個(gè)系列衛(wèi)星，這就是為什么每天晚上7點(diǎn)半我們可以坐在電視機(jī)前看我們氣象衛(wèi)星產(chǎn)生的云圖來聽講解員進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)。

　　以前資源衛(wèi)星監(jiān)測陸地，氣象衛(wèi)星監(jiān)測大氣，環(huán)境衛(wèi)星監(jiān)測陸地和大氣，對海洋的重視程度不是太高。這些年來我們國家對海洋、對海洋衛(wèi)星予以了充分的重視。為此，我們國家已經(jīng)發(fā)射了一系列海洋衛(wèi)星。這些衛(wèi)星會對海洋的初級生產(chǎn)力，比如海洋表面的一些葉綠素進(jìn)行監(jiān)測，對海洋的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行監(jiān)測，比如海浪、海風(fēng)等等，包括對海洋災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測，所以海洋衛(wèi)星這些年來發(fā)揮的作用越來越大。

　　隨著我們國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一些中低分辨率的衛(wèi)星不再滿足于我們的城市建設(shè)、高速公路建設(shè)、一些大的工程項(xiàng)目的建設(shè)需求。因?yàn)橹械头直媛实男l(wèi)星對于該看的一些現(xiàn)象很難具備看到的能力，這時(shí)就需要我們發(fā)展研究高分辨率衛(wèi)星系統(tǒng)，所以在2010年，我國開始啟動(dòng)高分辨率對地觀測衛(wèi)星計(jì)劃，這是我們16個(gè)重大專項(xiàng)之一，它的目標(biāo)就是計(jì)劃到2020年建成我國自主的陸地大氣和海洋觀測系統(tǒng)。

　　目前，已經(jīng)有4顆衛(wèi)星被發(fā)射上天。這些高分辨率衛(wèi)星可以對海上絲綢之路上的一些重要的港口城市進(jìn)行分析和監(jiān)測。不僅我們廣州的港口，三亞的鳳凰港，海口的港口，我們都可以監(jiān)測，而且事實(shí)上像科倫坡的港口、吉隆坡的港口，新加坡的港口，我們都具備了進(jìn)行監(jiān)測的能力。

　　具備了這樣一些能力，對“一帶一路”研究來說，具有重要的意義。這些衛(wèi)星包括遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、地球物理衛(wèi)星在內(nèi)，可以不斷地獲取我們地球表面的和次地表的一些有用信息，所以進(jìn)入到我們今天這個(gè)時(shí)代可以說全球無處不在的都有地球觀察衛(wèi)星在準(zhǔn)實(shí)時(shí)或者實(shí)時(shí)地獲取方方面面的地球表面信息。

　　不過，世界上還有更多的地方或者信息不可能被我們的衛(wèi)星監(jiān)測到，所以就需要進(jìn)行國際合作，就像我們“一帶一路”建設(shè)，不僅要造福于中國，更重要的是要造福于沿線國家，造福于全球。

　　所以，我們在技術(shù)上也是共享的。正是因?yàn)槿绱?，?jīng)過這些年的努力，我國已經(jīng)建成了五站網(wǎng)系統(tǒng)。將來我們的衛(wèi)星接收站可以遍布全球，對于全球數(shù)據(jù)我們都可以接收，可以為“一帶一路”的環(huán)境監(jiān)測、資源調(diào)查等提供非常重要的信息支持。

　　數(shù)字地球助力“一帶一路”建設(shè)

　　剛才講到的都是遙感衛(wèi)星，現(xiàn)在介紹一下我國的導(dǎo)航衛(wèi)星。根據(jù)我國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星計(jì)劃，到2020年的時(shí)候，將有35顆衛(wèi)星被發(fā)射上天，構(gòu)成一個(gè)全球衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)這個(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，中國的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，將和美國的GPS衛(wèi)星、歐盟伽利略衛(wèi)星、俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星相媲美。也就是說，中國北斗導(dǎo)航衛(wèi)星將屹立于世界之林，并和我們的遙感衛(wèi)星和通訊衛(wèi)星一起構(gòu)成我國強(qiáng)大的對地觀測能力。

　　在這些強(qiáng)大的對地觀測能力的支持之下，我們進(jìn)一步要做什么？就是數(shù)字地球科學(xué)平臺。多年以前，我對數(shù)字地球的理解就是把我們?nèi)祟惥幼〉牡厍蜓b進(jìn)我的計(jì)算機(jī)。也就是說我們利用衛(wèi)星、利用其他數(shù)據(jù)，然后形成一個(gè)覆蓋地球表面的數(shù)字系統(tǒng)，一個(gè)信息圈，來認(rèn)識我們居住的地球。數(shù)字地球由一些大數(shù)據(jù)信息產(chǎn)品構(gòu)成，比如說產(chǎn)品的類型包括陸地的、海洋的、大氣的、城市的，然后時(shí)空尺度有全球的和區(qū)域的。陸地上包括植被、森林、葉綠素，海洋方面包括有海表溫度、海表鹽度，大氣中的二氧化碳、氣溶膠，城市當(dāng)中的城市用地，地面沉降等等，都是我們的數(shù)據(jù)產(chǎn)品。

　　多年前，我們對數(shù)字地球的理解就是把地球裝進(jìn)計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在我們說用地球大數(shù)據(jù)來研究“一帶一路”，是什么意思呢？其實(shí)裝進(jìn)了計(jì)算機(jī)的地球，就是我們地球大數(shù)據(jù)一個(gè)集成，我們有了地球大數(shù)據(jù)就掌握了人類認(rèn)識地球的一個(gè)鑰匙，或者掌握了人類認(rèn)識地球的一個(gè)未來武器。就是說基于對地觀測技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)字地球，利用這些大數(shù)據(jù)來解決“一帶一路”方方面面問題可能會更加給力。

　?。ū疚母鶕?jù)郭華東院士最近的演講內(nèi)容整理而成，未經(jīng)本人確認(rèn)。）

　　中國科學(xué)院院士 郭華東

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