背海而弱,向海則興。一個(gè)國(guó)家的強(qiáng)盛與海洋事業(yè)密不可分,中華民族對(duì)海洋的向往與探索從未止步。目前,占地球表面積三分之二以上的海洋已處于各類(lèi)海洋衛(wèi)星的監(jiān)視和監(jiān)測(cè)之下。國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心自2000年9月成立至今,腳踏實(shí)地,開(kāi)拓進(jìn)取,攻堅(jiān)克難,創(chuàng)新發(fā)展,提出了我國(guó)海洋衛(wèi)星系列化發(fā)展規(guī)劃,推動(dòng)了我國(guó)海洋系列衛(wèi)星的發(fā)展進(jìn)程,完成了海洋衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),解決了衛(wèi)星資料處理難題和海洋應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù),形成了中國(guó)自主的海洋衛(wèi)星技術(shù)體系,引領(lǐng)了衛(wèi)星遙感進(jìn)入我國(guó)海洋主體業(yè)務(wù)中,實(shí)現(xiàn)了從長(zhǎng)期依賴國(guó)外衛(wèi)星數(shù)據(jù),到使用國(guó)產(chǎn)海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)的根本性變革,書(shū)寫(xiě)了一份海洋衛(wèi)星事業(yè)蓬勃發(fā)展的不凡篇章,扎實(shí)踐行著我國(guó)邁向海洋衛(wèi)星強(qiáng)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。進(jìn)入新千年以來(lái),海洋衛(wèi)星事業(yè)進(jìn)入飛速發(fā)展階段。面向未來(lái),國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心任重道遠(yuǎn)。在推進(jìn)“十四五”時(shí)期海洋衛(wèi)星事業(yè)向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變之際,本刊對(duì)自然資源部國(guó)家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心蔣興偉院士進(jìn)行了專(zhuān)訪。
我國(guó)海洋衛(wèi)星已實(shí)現(xiàn)了從單一型號(hào)到多種型譜、從試驗(yàn)應(yīng)用向業(yè)務(wù)服務(wù)的轉(zhuǎn)變,向系列化、業(yè)務(wù)化的方向快速邁進(jìn)
《衛(wèi)星應(yīng)用》:2021年是“十四五”的開(kāi)局之年,請(qǐng)您介紹一下我國(guó)海洋衛(wèi)星及應(yīng)用在“十三五”時(shí)期的主要成就和“十四五”期間的規(guī)劃。
蔣興偉:目前,我國(guó)海洋衛(wèi)星已建成海洋水色衛(wèi)星星座、海洋動(dòng)力衛(wèi)星星座、海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星三個(gè)系列,實(shí)現(xiàn)了從單一型號(hào)到多種型譜、從試驗(yàn)應(yīng)用向業(yè)務(wù)服務(wù)的轉(zhuǎn)變,向系列化、業(yè)務(wù)化的方向快速邁進(jìn)。三個(gè)系列衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)同步在軌運(yùn)行,應(yīng)用服務(wù)成效顯著。
海洋衛(wèi)星工程建設(shè)方面。“十三五”期間我國(guó)自主海洋觀測(cè)衛(wèi)星體系建設(shè)取得新成就,5年間發(fā)射了6顆海洋衛(wèi)星,相比于“十五”到“十二五”的15年間發(fā)射的3顆海洋衛(wèi)星,發(fā)展速度突飛猛進(jìn)。2021年5月19日,海洋二號(hào)D(HY-2D)衛(wèi)星成功發(fā)射標(biāo)志著我國(guó)首個(gè)海洋動(dòng)力環(huán)境監(jiān)測(cè)星座的初步建成。目前,已批復(fù)立項(xiàng)在研的海洋衛(wèi)星有4顆,分別為:新一代海洋水色動(dòng)力科研衛(wèi)星(HY-1E)、海洋鹽度探測(cè)衛(wèi)星、1米C-SAR衛(wèi)星(2顆)。其中2顆1米C-SAR衛(wèi)星將分別于2021年10月和2022年年初發(fā)射,屆時(shí)將形成我國(guó)首個(gè)海陸兼顧C(jī)波段SAR衛(wèi)星星座。
“十四五”期間,已規(guī)劃待立項(xiàng)研制的海洋衛(wèi)星還有8顆,包括新一代海洋水色業(yè)務(wù)衛(wèi)星、新一代海洋動(dòng)力衛(wèi)星、海風(fēng)海浪探測(cè)衛(wèi)星、高軌海洋與海岸帶環(huán)境監(jiān)測(cè)衛(wèi)星、高軌海洋監(jiān)視微波衛(wèi)星等。新型海洋衛(wèi)星的論證按計(jì)劃逐步開(kāi)展,可以說(shuō)海洋衛(wèi)星正在進(jìn)入全面快速發(fā)展階段。
海洋衛(wèi)星應(yīng)用服務(wù)方面。“十三五”期間,從海洋預(yù)警預(yù)報(bào)、生態(tài)修復(fù)、海域海島調(diào)查、極地大洋、漁業(yè)捕撈多方面進(jìn)行了能力建設(shè)。海洋預(yù)警預(yù)報(bào)方面,開(kāi)展了自主海洋衛(wèi)星海面風(fēng)場(chǎng)、海浪、流場(chǎng)、海面溫度等環(huán)境要素融合產(chǎn)品研發(fā)和赤潮、綠潮、臺(tái)風(fēng)等生態(tài)與海洋災(zāi)害的多源遙感業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè);海洋生態(tài)修復(fù)方面,開(kāi)展了珊瑚礁、紅樹(shù)林等典型生態(tài)業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)應(yīng)用示范和海洋生態(tài)保護(hù)紅線的遙感監(jiān)測(cè);海域海島調(diào)查方面,完成了多項(xiàng)我國(guó)海島海岸帶遙感調(diào)查任務(wù),積累了大量的高分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù),開(kāi)展了海洋國(guó)土空間規(guī)劃實(shí)施情況監(jiān)測(cè)評(píng)估,并初步建立疑點(diǎn)疑區(qū)業(yè)務(wù)化遙感監(jiān)測(cè)體系;極地大洋方面,發(fā)展了全球海洋環(huán)境要素遙感產(chǎn)品生成技術(shù),服務(wù)于全球大洋與極地調(diào)查監(jiān)測(cè);漁業(yè)捕撈方面,拓展大洋漁業(yè)航行環(huán)境保障業(yè)務(wù)和漁情預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)應(yīng)用區(qū)域,指導(dǎo)漁船針對(duì)性捕撈作業(yè),增強(qiáng)我國(guó)對(duì)公海漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的支撐能力。
“十四五”期間,數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展到達(dá)新的層次。隨著“智慧海洋”“海洋信息增值服務(wù)”等概念的深化,云計(jì)算、人工智能大數(shù)據(jù)等技術(shù)在海洋領(lǐng)域應(yīng)用拓展,海洋科技創(chuàng)新催生出新發(fā)展動(dòng)能,海洋應(yīng)用場(chǎng)景擴(kuò)展到新的領(lǐng)域,對(duì)天地協(xié)調(diào)、布局合理、功能完善、產(chǎn)品豐富、信息共享、服務(wù)高效的國(guó)家級(jí)海洋遙感衛(wèi)星業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)有了更大的需求。亟需加強(qiáng)并加快推進(jìn)自然資源遙感衛(wèi)星地面基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用系統(tǒng)能力建設(shè),適應(yīng)新時(shí)期國(guó)家自然資源管理等重大改革任務(wù)要求,充分挖掘各類(lèi)衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源的應(yīng)用價(jià)值,提高自然資源遙感衛(wèi)星應(yīng)用的工程化、業(yè)務(wù)化和產(chǎn)業(yè)化水平。
加快推進(jìn)新型海洋衛(wèi)星立項(xiàng),發(fā)展組網(wǎng)觀測(cè)
《衛(wèi)星應(yīng)用》:在2021年兩會(huì)上,您提議發(fā)展新型海洋衛(wèi)星,為何要發(fā)展和建設(shè)新型海洋衛(wèi)星 ? 如何建設(shè)?
蔣興偉:“十四五”時(shí)期經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提出新的要求,科技創(chuàng)新處于核心地位。高軌海洋觀測(cè)、海洋激光雷達(dá)以及高分辨率海流觀測(cè)等新型海洋衛(wèi)星在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、國(guó)土空間規(guī)劃、綠色和諧發(fā)展、國(guó)家海洋安全、國(guó)際合作等方面具有重要意義。一是能夠顯著提升科技創(chuàng)新促發(fā)展,補(bǔ)齊關(guān)鍵海洋環(huán)境參數(shù) 無(wú)法獲取的短板,大力提高空間海洋信息獲取能力。二是為人工智能大數(shù)據(jù)發(fā)展提供重要的數(shù)據(jù)支撐,為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新動(dòng)能。三是夯實(shí)我國(guó)海洋遙感技術(shù)國(guó)際先進(jìn)行列地位,助力構(gòu)建新型國(guó)際關(guān)系和人類(lèi)命運(yùn)共同體。
建議從國(guó)家層面加快推進(jìn)新型海洋衛(wèi)星立項(xiàng),包括:一是加快高軌海洋觀測(cè)、海洋激光雷達(dá)以及高分辨率海流觀測(cè)等新型海洋衛(wèi)星工程立項(xiàng);二是加快智慧海洋領(lǐng)域人工智能大數(shù)據(jù)的技術(shù)引領(lǐng),推進(jìn)海洋遙感數(shù)據(jù)增值服務(wù)快速發(fā)展;三是加大海洋科技人才的獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì),促進(jìn)人才隊(duì)伍健康發(fā)展。
《衛(wèi)星應(yīng)用》:隨著海洋二號(hào)D衛(wèi)星的發(fā)射,我國(guó)第一個(gè)海洋動(dòng)力星座建設(shè)完成,2025年前3個(gè)系列海洋衛(wèi)星將實(shí)現(xiàn)同時(shí)在軌組網(wǎng)運(yùn)行、協(xié)同觀測(cè),為何要發(fā)展組網(wǎng)觀測(cè)?
蔣興偉:在軌海洋衛(wèi)星是按照一定的預(yù)先設(shè)計(jì)的軌道,對(duì)海洋進(jìn)行全天時(shí)、周期性觀測(cè)。衛(wèi)星觀測(cè)的模式?jīng)Q定了在一定的時(shí)間內(nèi)單顆衛(wèi)星覆蓋能力有限,因此獲取的數(shù)據(jù)也是有限的。而海洋是四維變化的流動(dòng)水體,要素和現(xiàn)象種類(lèi)繁多,全球覆蓋以小時(shí)級(jí)的時(shí)間尺度變化是必須考慮的因素,海洋動(dòng)力過(guò)程、海洋生態(tài)環(huán)境、以及各類(lèi)海上人為活動(dòng)等可以說(shuō)是始終處在運(yùn)動(dòng)變化之中,因此海洋各類(lèi)信息獲取的時(shí)效性和全球覆蓋性要求需要采用多衛(wèi)星組網(wǎng),彌補(bǔ)單一載荷、單一衛(wèi)星工作時(shí)間、覆蓋范圍的不足。
我國(guó)海洋衛(wèi)星將進(jìn)入體系化發(fā)展和全球化服務(wù)的新階段,觀測(cè)資料可為智慧海洋體系建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐
《衛(wèi)星應(yīng)用》:海洋衛(wèi)星在服務(wù)海洋強(qiáng)國(guó)建設(shè)、拓展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)空間、維護(hù)國(guó)家海洋權(quán)益、推進(jìn)海洋高新技術(shù)發(fā)展中如何發(fā)揮作用,具有怎樣的意義?
蔣興偉:海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)已經(jīng)在海洋防災(zāi)減災(zāi)、海域綜合管理、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋科學(xué)研究、區(qū)域海洋應(yīng)用和國(guó)際合作等方面發(fā)揮了重要作用。在海洋防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域,海洋衛(wèi)星已經(jīng)成為不可或缺的數(shù)據(jù)源,為海洋災(zāi)害預(yù)警報(bào)提供了有效的數(shù)據(jù)支撐。在海洋資源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域,海上風(fēng)能和波浪能等新能源設(shè)施的開(kāi)發(fā)和建設(shè)也離不開(kāi)海洋衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的支撐;在大洋漁業(yè)方面,海洋水色衛(wèi)星可提供海面溫度和葉綠素a濃度信息,海洋動(dòng)力衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)和微波輻射計(jì)能夠識(shí)別出大洋中的鋒面和中尺度渦,可用來(lái)探測(cè)大洋漁場(chǎng)的可能區(qū)域。同時(shí),衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)還可為大洋捕撈提供漁場(chǎng)氣象和海況保障;海洋衛(wèi)星在海上航行安全保障和國(guó)防領(lǐng)域也有許多應(yīng)用。
海洋衛(wèi)星在為多個(gè)領(lǐng)域提供服務(wù)的同時(shí),不斷在衛(wèi)星觀測(cè)的精度、空間分辨率和時(shí)效性等方面繼續(xù)提升能力。通過(guò)大力發(fā)展高軌光學(xué)、微波和激光雷達(dá)海洋遙感衛(wèi)星并提升低軌衛(wèi)星觀測(cè)能力。建設(shè)高、低軌協(xié)同,太陽(yáng)和非太陽(yáng)同步衛(wèi)星搭配,具備低、中、高空間分辨率觀測(cè)能力的天基海洋觀測(cè)體系,實(shí)現(xiàn)大、中、小尺度海洋環(huán)境信息同步獲取,海洋表層、次表層和海底信息同步獲取能力。結(jié)合我國(guó)高分衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和國(guó)內(nèi)外其他在軌衛(wèi)星,我國(guó)海洋衛(wèi)星將進(jìn)入體系化發(fā)展和全球化服務(wù)的新階段,衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品上做到高時(shí)效、高精度、多種類(lèi)和信息全,具備全球數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)能力,滿足應(yīng)用領(lǐng)域?qū)θ蚝Q蟓h(huán)境遙感信息的業(yè)務(wù)需求,可為全球海洋立體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和我國(guó)海洋主體業(yè)務(wù)應(yīng)用提供豐富的衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品。
《衛(wèi)星應(yīng)用》:實(shí)現(xiàn)數(shù)字海洋向智慧海洋轉(zhuǎn)變,布局智慧海洋體系,請(qǐng)談一下海洋衛(wèi)星在其中的地位與作用。
蔣興偉:近年來(lái),海洋科技水平日新月異,海洋觀測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了從機(jī)械化到自動(dòng)化,再到智能化的階段性飛躍,“智慧海洋”“海洋信息增值服務(wù)”等概念也應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)前,云計(jì)算、人工智能大數(shù)據(jù)、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)區(qū)塊鏈、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在海洋觀測(cè)領(lǐng)域也將得到應(yīng)用拓展,海洋科技創(chuàng)新催生出新發(fā)展動(dòng)能,帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
黨中央國(guó)務(wù)院高屋建瓴,自然資源部國(guó)家海洋局謀篇布局,立足近海,展望深藍(lán),提出“國(guó)家全球海洋立體觀測(cè)網(wǎng)”的宏偉計(jì)劃,整合先進(jìn)海洋觀測(cè)技術(shù)手段,利用浮標(biāo)、調(diào)查船隊(duì)、海洋衛(wèi)星等,實(shí)現(xiàn)海面溫度、海面風(fēng)場(chǎng)、海浪、海流等海洋要素的高密度、多要素、全天候、全自動(dòng)“空天地海”一體化全球海洋觀測(cè),滿足海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展、海洋防災(zāi)減災(zāi)、海洋生態(tài)監(jiān)測(cè)、海洋資源開(kāi)發(fā)利用和海上航行安全保障等多方面需求。其中,海洋衛(wèi)星觀測(cè)資料提供了海量的數(shù)據(jù)源,可為智慧海洋體系建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐。海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理算法與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的持續(xù)不斷升級(jí)換代,既是人工智能大數(shù)據(jù)在海洋場(chǎng)景應(yīng)用的具體體現(xiàn),同時(shí)不斷向先進(jìn)計(jì)算能力提出需求,促進(jìn)了計(jì)算能力的發(fā)展。(本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載)
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