中國的遙感專家們剛剛經(jīng)過了另外一場“奧運(yùn)會”，這個名為“第21屆國際攝影測量與遙感大會”的會議在本月上旬結(jié)束。該會每四年一次，這是它第一次在中國舉行。

　　會上，中國晉升為國際攝影測量與遙感學(xué)會（ISPRS）的最高級別會員，另外的四個國家是美國、加拿大、德國和俄羅斯，進(jìn)入這個行列需要會員國攝影測量與遙感領(lǐng)域具有800名以上高級專家。

　　前不久發(fā)生的汶川大地震，也使得攝影測量與遙感領(lǐng)域近距離地為公眾所了解。人們真切地感受到，它們在應(yīng)對自然災(zāi)害上的作用。問題是，經(jīng)過此次地震的洗禮，中國的遙感技術(shù)到底如何？

　　缺乏綜合協(xié)調(diào)機(jī)制

　　“這讓我們搞遙感的，恨不得打地洞鉆進(jìn)去?！?月12日汶川地震后，溫家寶總理即飛赴災(zāi)區(qū)，飛機(jī)上工作的照片顯示，手里拿的還是地圖，不是遙感出的現(xiàn)勢圖。中科院院士、現(xiàn)任中科院遙感應(yīng)用研究所所長李小文，于5月13日在他的博客上發(fā)文感嘆。

　　不過毫無疑問，此次汶川地震中，中國的遙感工作者，反應(yīng)是迅速的。一般來說，震后遙感地理信息的提供大致分為三個階段：前期提供災(zāi)前歷史地理信息；中期提供用于災(zāi)后緊急救援的地理現(xiàn)狀圖；以及后期提供次生災(zāi)害監(jiān)測、災(zāi)后評估和重建的地理信息。

　　南方周末記者此前報道過，地震發(fā)生后，國家測繪部門迅速提供給救災(zāi)部門各種地圖，并根據(jù)遙感存檔資料編制三維影像圖。而當(dāng)晚，科技部所屬的國家遙感中心亦為國家減災(zāi)委提供了“北京一號”小衛(wèi)星的存檔影像。

　　這時提供的都是震前地理信息。至于最新的災(zāi)后地理信息，只能求助于遙感衛(wèi)星和遙感飛機(jī)等。

　　國家測繪局、科技部、國土資源部所屬的航遙中心、中科院遙感所等部門都相應(yīng)安排了本部門的航拍計劃，國家測繪局和科技部亦組成了航空遙感專家組奔赴災(zāi)區(qū)。

　　本報記者了解到，汶川地震當(dāng)天，世界上的很多衛(wèi)星都沒能發(fā)揮作用，晚上意大利衛(wèi)星才運(yùn)行到上空。次日，日本的陸地觀測衛(wèi)星ALOS，盡管裝載著全色立體測繪可見光遙感器和相控陣?yán)走_(dá)，但由于當(dāng)時距離汶川的垂直上空很遠(yuǎn)，導(dǎo)致圖片的分辨率低到幾乎不可辨認(rèn)。

　　5月13日下午6點，國家測繪局得到災(zāi)后雷達(dá)衛(wèi)星影像，并制成國內(nèi)首張災(zāi)區(qū)震后高分辨率雷達(dá)衛(wèi)星遙感影像圖，從圖中可以看到滑坡體、水系、道路等震后情況。

　　然而震后兩天陰雨連綿，四川南充機(jī)場、成都太平寺機(jī)場，國家測繪局調(diào)集的航拍飛機(jī)待命飛行。14日從重慶機(jī)場起飛的中科院2號微波遙感飛機(jī)在雨中執(zhí)行雷達(dá)航拍，于次日上午制出分辨率為0.5米的圖像，急送國務(wù)院。

　　同日，國土資源部航遙中心在空軍的支持下進(jìn)行航拍。次日下午，航空遙感影像圖送至都江堰國務(wù)院抗震救災(zāi)前線指揮部。

　　航拍除了要考慮到天氣情況，還要申請到空域后才能起飛，李小文在其博客上稱上次淮河大水時，中科院遙感所申請空域用了10天。

　　記者了解到，中國現(xiàn)有二百四十多個分布在不同部門的遙感機(jī)構(gòu)，在國家層面上并無統(tǒng)一的協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，航拍基本上還是處于各自為戰(zhàn)階段。

　　第21屆ISPRS大會主席、ISPRS學(xué)會秘書長、國家基礎(chǔ)地理信息中心主任陳軍對南方周末說，汶川救災(zāi)給我們的啟示是，在遙感方面沒有國家一級的應(yīng)急體系，沒有專門的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一組織部門，缺乏綜合的遙感調(diào)控機(jī)制。

　　不過國家測繪局等單位依然發(fā)揮了重要作用，包括為規(guī)劃災(zāi)后重建服務(wù)和堰塞湖的航拍影像，以及國家測繪局制作的災(zāi)區(qū)三維立體圖和“一縣一圖”的重建規(guī)劃用圖等等。

　　衛(wèi)星能力之限

　　中國科學(xué)院、中國工程院院士李德仁對南方周末說，美國目前有在軌衛(wèi)星四百多顆，占全球衛(wèi)星的一半以上，中國只有二十多顆，數(shù)量偏少。中國目前有氣象衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星、資源衛(wèi)星、軍用衛(wèi)星等，即將發(fā)射的“環(huán)境一號”A/B星，將是中國第一個專門用于環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測預(yù)報的衛(wèi)星。

　　地震發(fā)生初期，由于中國衛(wèi)星少而空間覆蓋不夠，而光學(xué)衛(wèi)星怕云且分辨率低，雷達(dá)衛(wèi)星更少，以致在最初兩天沒有滿意的影像可獲取。只能靠日本、法國、德國的衛(wèi)星支援，以及借助“空間與重大災(zāi)害國際憲章”成員國的身份向美國政府求助，直到5月16日尚未得到明確的答復(fù)。

　　國家基礎(chǔ)地理信息中心副主任李偉建對南方周末說，這場救災(zāi)的遙感行動調(diào)用了目前全部國產(chǎn)遙感衛(wèi)星資源，其中“北京一號”小衛(wèi)星發(fā)揮了重要作用，它裝有4米全色和32米多光譜雙傳感器，敏捷度較高。測繪人員對“北京一號”小衛(wèi)星提供的最新影像，快速編制并提供了震區(qū)的宏觀近100萬平方公里區(qū)域的背景影像圖，為抗震救災(zāi)的行動部署、監(jiān)測、分析提供了基礎(chǔ)依據(jù)和重要背景信息。

　　然而“北京一號”的分辨率不夠，在為救災(zāi)提供清晰明確的圖像上有差距，而遲至5月18日才經(jīng)過災(zāi)區(qū)上方，則錯過了災(zāi)后最早信息提供時期。“遙感衛(wèi)星一號”和“遙感衛(wèi)星二號”是軍民共用，分別是光學(xué)的分辨率2米，雷達(dá)的分辨率5米，去年剛發(fā)射的“遙感衛(wèi)星三號”是中國目前在軌的最好衛(wèi)星。世界規(guī)模最大的商業(yè)衛(wèi)星遙感公司——美國地球之眼公司的“地球之眼1號”(GeoEye-1)是迄今技術(shù)最先進(jìn)、分辨率最高的商業(yè)對地成像衛(wèi)星，最高分辨率為0.41米。

　　而全球分辨率最高的是美國軍用衛(wèi)星“鎖眼12號”，分辨率為0.1到0.15米，但是軌道高度僅250千米，軌道比較低，所以生命也較短。這次救災(zāi)中，美國提供的紫坪鋪水壩的0.1米拷屏影像，就是“鎖眼12號”衛(wèi)星所攝，比起中國衛(wèi)星2—3米的分辨率，“鎖眼12號”這次送的影像能看清大壩上小的裂縫，這種能確定單個人狀況的清晰度無疑是救援的最好眼睛。

　　“地震當(dāng)天下午是個晴天，如果當(dāng)時能把災(zāi)區(qū)飛一遍，那就可以得到0.3或0.2米的圖像，就能把災(zāi)區(qū)現(xiàn)狀搞清楚，即刻部署救災(zāi)力量。而當(dāng)時中國衛(wèi)星不在災(zāi)區(qū)上方，而且分辨率2米也不夠清晰，我們提出到2020年衛(wèi)星分辨率要達(dá)到0.3米。美國衛(wèi)星當(dāng)時也不在我們軌道上，但是它調(diào)整的敏捷度較高，可以變軌操作，這需要很高的技術(shù)，我們也能變和調(diào)，但是比起來較差?！崩畹氯蕦δ戏街苣┱f。

　　美國的衛(wèi)星重達(dá)16噸，有7噸是燃料，變軌能力很強(qiáng)，可以根據(jù)情況及時做軌道調(diào)整，進(jìn)而找準(zhǔn)軌道和位姿以監(jiān)測最有價值的信息，而中國的衛(wèi)星重量小，目前只能作位姿微調(diào)。地震發(fā)生時，中國的衛(wèi)星軌道不在災(zāi)區(qū)上空，限于現(xiàn)有技術(shù)也無法做出迅疾的軌道調(diào)整，所以當(dāng)天并沒有拿到震后星載遙感圖像。“目前，雖然我國對地觀測衛(wèi)星已經(jīng)初步形成系列，但是高分辨率的數(shù)據(jù)仍然依賴國外的航天遙感，我們還沒有建立獨(dú)立自主的完善的高分辨率對地觀測系統(tǒng)?！比珖f(xié)委員、原國家測繪局局長陳邦柱在接受《人民政協(xié)報》專訪時說。

　　另一個大障礙

　　除去衛(wèi)星之外，最重要的就是傳感器了。“中國傳感器技術(shù)發(fā)展的最大障礙，就像我國的電腦芯片都來自進(jìn)口一樣，別人占領(lǐng)了計算機(jī)芯片的全部市場?！崩畹氯蕦δ戏街苣┱f。

　　遙感的核心系統(tǒng)是傳感器，就是一個信號的發(fā)射和接受器，它相當(dāng)于遙感的眼睛。

　　按照傳感器所處平臺不同，遙感分為航天遙感、航空遙感和地面遙感。航天遙感平臺有衛(wèi)星、航天飛機(jī)、宇宙飛船等空間飛行器；航空遙感的平臺是飛機(jī)、飛球、飛艇等空中飛行器；地面遙感主要是裝在汽車上。目前主要使用衛(wèi)星遙感和飛機(jī)遙感。

　　中國衛(wèi)星所載的傳感器幾乎都是中國自己研發(fā)的，傳感器技術(shù)其實就是材料問題，屬于基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域，并非短期所能突破。而中國從事遙感研究的學(xué)者多偏重于遙感應(yīng)用，不可能去做芯片等材料研究。以國內(nèi)遙感技術(shù)領(lǐng)先的武漢大學(xué)為例，亦是用兩千多萬購買了瑞士徠卡公司的ADS40數(shù)字航空攝影測量系統(tǒng)，以及機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)。

　　太原航空攝影有限公司救災(zāi)航攝時所用的就是ADS40，現(xiàn)在是國際上最先進(jìn)的航空攝影儀，當(dāng)飛行高度達(dá)到3000米時，對地面可覆蓋寬3公里的航線攝影，所攝資料在24小時內(nèi)經(jīng)處理就可提供正攝影像資料。

　　中國目前較為先進(jìn)的是中國工程院院士劉先林研制的國產(chǎn)數(shù)碼航空攝影儀SWDC—4，初步改變了中國航空攝影測量一直采用傳統(tǒng)膠片攝影儀的局面，國家測繪局調(diào)集的航拍飛機(jī)搭載這一設(shè)備進(jìn)行了多次航拍。

　　走得再“遙”一點

　　此次第21屆國際攝影測量與遙感大會上通過了《北京宣言》，這是自1910年ISPRS成立以來第一次發(fā)表大會宣言，旨在倡導(dǎo)全社會和平利用地理空間技術(shù)造福全人類。

　　ISPRS的認(rèn)可表明中國在攝影測量與遙感技術(shù)上的成績。這次大會的展覽上，在空間數(shù)據(jù)處理技術(shù)方面，中國以展板形式展出了自主開發(fā)的“JX-4”數(shù)字?jǐn)z影測量工作站系統(tǒng)、“Virtuozo”數(shù)字?jǐn)z影測量工作站系統(tǒng)、新一代“數(shù)字?jǐn)z影測量網(wǎng)格DPGrid”系統(tǒng)。

　　“十一五”期間，“863計劃”專門設(shè)立了地球觀測和導(dǎo)航定位領(lǐng)域，在重大專項和基礎(chǔ)研究項目中進(jìn)行部署，原來遙感只是放在信息技術(shù)里作為一個方向，現(xiàn)在變?yōu)橹卮蟮念I(lǐng)域。

　　而國家科技總規(guī)劃里面，16個項目中有3項和應(yīng)急響應(yīng)有關(guān)，一是研發(fā)第二代導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng) “北斗2號”；二是發(fā)射若干個高分辨率的衛(wèi)星，把分辨率2—3米提高到0.3米；三是對航空遙感的關(guān)鍵器件實施科技攻關(guān)。

　　李德仁認(rèn)為世界遙感界努力的方向是：盡可能用計算機(jī)代替人實現(xiàn)自動化；提高所有傳感器的性能，縮短從獲取數(shù)據(jù)到處理和應(yīng)用的時間周期，實現(xiàn)實時化；做到在衛(wèi)星和飛機(jī)上把數(shù)據(jù)處理好；進(jìn)而把地球作為目標(biāo)，研究全球變暖和二氧化碳排放的關(guān)系，弄清全球氣候狀況和趨勢。

　　此前，在兩院院士大會上，胡錦濤提出“要加快遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的應(yīng)用以及防災(zāi)減災(zāi)高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和綜合集成，建立國家綜合減災(zāi)和風(fēng)險管理信息共享平臺”，這也是攝影測量和遙感發(fā)展的方向。