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抗震救灾中的中国遥感群星
宗 河
在四川的抗震救灾行动中，大陆和台湾的遥感卫星群发挥了巨大的作用，通过使用这些卫星对地震灾区进行密集成像，同时迅速调集过去卫星对灾区成像的图片，灾情监测和评估的效果得到了加强。这些遥感卫星包括“资源-1”、“资源-2”卫星，“遥感-1”、“遥感-2”雷达成像卫星，“北京-1”号小卫星、“风云”系列气象卫星以及来自台湾的“福卫-2”遥感卫星等。 “资源-1”的02B星装有1台分辨率为20米的CCD相机，1台分辨率为2.36米的高分辨率相机，1台幅宽890千米的宽视场成像仪。CCD相机在可见光和近红外光谱段产生4个多光谱谱段和1个全色谱段图像，能提供幅宽为113千米的全色图像，高分辨率相机能产生分辨率为2.36米的全色谱段图像，幅宽27千米，利用整星侧摆，可以拍摄±4°范围内陆面目标，宽视场成像仪可以在较短的期间内对地面实现重复覆盖是对CCD相机的重要补充。为了提高数据系统的几何定位精度，该星装有高精度的GPS定位设备和用于姿态测量的高精度星敏感器设备。该星于5月13日开始对灾区进行监测，2008年5月14日，该星CCD传感器侧摆400余千米对受灾区域进行成像监视，技术人员通过对震前震后遥感图像的对比分析发现，安县县郊发生约8.01平方千米滑坡，北川县郊发生约0.16平方千米滑坡，北川县通口河漩坪乡段发生滑坡形成堰塞湖，滑坡前水面面积约14.5万平方米，滑坡后水面面积约63.5万平方米。由于仅靠“资源-1”的02B星尚无法满足每天对震区灾情进行监测的要求，在软件仿真辅助决策的基础上，超期服役的“资源-1”的02星于5月13日9点被重新启动，实现了双星协同运行，满足了监测需求。
除“资源-1”卫星外，超期服役1年半的“资源-2”03号星也一直为地震灾区提供卫星成像服务。5月16日，该星监测到汶川县至茂县岷江沿岸出现十几处滑坡国道兰磨线多处路段受滑坡等次生灾害影响而阻塞，道路疏通难度很大不过该星在5月18日深夜突发故障，卫星发动机连续喷气，不断消耗燃料，卫星无法对地进行照相观测，西安卫星测控中心迅即协调各方力量，对卫星实施抢救，经过96小时持续跟踪监控和发送上百条遥控指令灌注，5月22日零时卫星成功转入正常工作模式。此后，卫星姿态良好，在轨运行平稳。
灾区天气恶劣，灾区上空云量较大，光学成像卫星作用受到极大限制因此我国也动用了自己的“遥感-1”雷达成像卫星，穿越云层，拍摄了大量照片，对于灾情的监视评估发挥了关键性的作用。
5月14日18时，“遥感-1”雷达卫星监测到，茂县周边213国道和万阿线省道总计20千米以上路段上存在多处严重堵塞点，桥梁多处坍塌，疏通难度很大，对灾害救助带来了严重影响，茂县县城60％以上房屋倒塌，约6万人受灾，周边石鼓乡、南新镇和雁门乡房屋80％以上倒塌，3个乡镇受灾人口约超过2万人。
5月15日，“遥感-1”雷达卫星监测到德阳市区及周边部分乡镇，房屋损毁率在10％～20％，其中倒塌建筑相对较少，绝大部分为结构损坏广汉市区及周边邻近乡镇，房屋损毁率10％～15％，其中倒塌建筑较少，大部分为结构损坏。 5月16日，“遥感-1”卫星监测到绵竹市天池乡滑坡点情况，在10千米路段出现9处以上滑坡点，导致河道堵塞而形成多处堰塞湖河上游沿岸部分居民地受淹，卫星还监测到，绵竹市汉旺镇房屋绝大部分倒塌率在60％～80％，局部地区倒塌率在80％以上。 5月17日，“遥感-1”监测到的平武县响岩镇附近的滑坡泥石流情况，发现该地区多处发生滑坡泥石流灾害，对交通影响很大。 5月20日，“遥感-1”卫星监测到北川县漩坪羌族乡唐家山水库堰塞湖面积继续增大，湔江漩坪羌族乡处支流水面已明显扩大，表明堰塞湖水体容量已接近极限。 “北京-1”小卫星 “北京-1”小卫星是中国和英国联合研制的实用型对地观测微小卫星，卫星重166千克运行于距离地面约686千米、倾角98°的太阳同步轨道，该星参加了国际“灾害监测星座”，故又称“中国DMC+4”卫星。其多光谱中分辨率遥感器有3个波段，可以下传分辨率为32米的彩色图像和分辨率为4米的黑白图像。 地震发生当日夜，该卫星以前所拍摄的139.5万平方千米32米分辩率多光谱影像和3.4万平方千米4米分辨率全色影像火速送到民政部国家减灾中心，为灾区抗震救灾决策服务。此后的5月13日、15日、16日，“北京-1”小卫星3次对灾区进行监测累计获取4米分辨率卫星图片5.1万平方千米、32米分辨率图片5075平方千米。
5月14日上午，某部门急需汶川地震灾区周边的卫星影像，要求在影像上标注汶川震区镇以上居民点的空间分布情况，以及高速公路、国道、省级公路的路网分布状况，用于医疗救助、疾病控制等救援相关工作。接到任务后，负责该卫星运营的宇视蓝图公司技术人员采用“北京-1”小卫星多光谱影像，在2小时内就制作完成了覆盖汶川及周边地区12万平方千米的《“汶川地震”周边地区北京-1小卫星影像图(1:25万)》。针对目前四川地震引起的部分地区山体滑塌现象，专家们利用2008年5月15日震后与2007年7月9日震前的“北京-1”小卫星影像，对四川省震中及周边地区的滑塌及泥石流进行了监测，结合河流、道路、乡镇界等基础数据，综合分析了滑塌及泥石流的分布。
此外，通过“北京-1”已建立的国际合作渠道，我国还获取了联合国际灾害监测星座中的多颗卫星拍摄的总计14.67万平方千米的地震灾区数据。 台湾“福卫-2”遥感卫星 台湾“福卫-2”卫星由欧洲的阿斯特留姆公司(Astrium)制造，耗资7430万美元。该卫星星体呈六角柱形，高2.4米，外径约1.6米(太阳能电池帆板未展开时)，总重764千克，运行在高891千米、倾角99.1°的圆形太阳同步轨道，每天可绕地球14圈。星上的高分辨率相机有1个全色(0.45～0.90微米)通道和4个多光谱(0.45～0.52微米、0.52～0.60微米、0.63～0.69微米、0.76～0.90微米)通道，成像幅宽大于24千米。分辨率分别为2米(全色)和8米(多光谱)。它具有同时提供台湾及周边区域高精度图像和3D立体图像的能力体。 2008年5月14日11时，“福卫-2”卫星拍摄的2米全色和8米多光谱图像数据显示：茂县的土门乡和东兴乡房屋80％以上倒塌，北川县的坝底羌族藏 族乡80％房屋倒塌，局部地区60％以上倒塌，3个乡镇受灾人口约超过2万人，北川县南部部分地区倒房情况：北川县南部漩坪羌族乡、开坪藏族羌族乡所在地及周边乡村倒房率在70％以上禹里羌族乡、开小坝藏族羌族乡及周边乡村倒房率在40％以上，受灾人口超过4万人，河流堵塞情况：滑坡体出现在北川县漩坪羌族乡杨柳铺附近，造成河流堵塞，形成堰塞湖。 “风云”系列气象卫星 地震发生后，国家卫星气象中心开始24小时值班响应，通过“风云-1D”极轨气象卫星和“风云-2C”、2D静止气象卫星，密切观察和分析灾区气象情况，及时为灾区提供气象服务。 “风云-1D”装有2台10通道可见光和红外扫描辐射仪，扫描宽度达3000千米。星上观测资料的存储时间300分钟，存储模式为数字信号。它能为更精确的中长期天气预报和气候预测提供必要的基本资料，并可在灾害监测和环境遥感中发挥巨大作用，还能测量海洋生物的初级生产率，反映海洋浑浊度和海洋污染等情况。震后大雨滂沱，这颗卫星观测到了灾区西部高海拔山区的新增积雪。5月15日，又观测到了四川茂县等地山区清晨有大雾覆盖，通过这颗卫星观测和地表数据综合分析得到灾区详细气象条件的变化，为进一步做好抗震救灾工作发挥了重要作用。 “风云-2C”、2D基本相同，均载有可见光、红外和水汽5通道扫描辐射计，S频段数传和云图广播转发器，UHF／S频段数据收集转发器和空间环境监测器。星上扫描辐射计覆盖面积达1.7×108平方千米，可获取白天可见光云图、昼夜红外云图和水汽云图，收集气象、海洋、水文等观测数据，可对台风、降水、海温、云层、太阳辐射、空间粒子辐射等进行定量监测，并具有对森林火灾、草原火灾、大雾天气和沙尘暴的观测能力，每天向地面送回28张气象云图并免费提供给世界各国。在救灾行动期间，气象专家们根据“风云2C”、2D卫星拍摄的云图，先后对灾区5月12日和13日的天气情况作出了白天有短暂晴空、晚上有降雨的分析，为前方救援部队的行动提供了依据。为了严密观测灾区天气变化，为前方救援提供优质的气象服务，5月15日，国家卫星气象中心提前启动了“风云-2C”、2D加密观测预案(般只有在汛期才启动加密监测服务)，这2颗静止轨道气象卫星每隔15分钟便向各地提供一张卫星云图影像，从而为灾区气象部门提供了更加准确、翔实的监测数据。
2008年5月27日，中国首颗第2代极轨气象卫星“风云-3A”发射入轨，现已开始替代“风云-1D”工作。“风云-3A”运行在高807千米、倾角98.8°的太阳同步轨道上，卫星每隔102分钟绕南北极飞行一圈，每天绕地14圈还多可以对灾区观测2次左右，每次扫描宽度为2900千米。“风云-3A”携带了8类11台90多种探测通道的探测仪器，其中微波温度计、红外分光计、紫外臭氧垂直探测器等许多设备是新增的，使观测精度和功能大大提高。它们既有光学遥感器，又有微波遥感器，探测数据可以由2个实时传输信道和一个延时回放信道进行传输。“风云-3A”可以不分白天黑夜，对任何气象环境进行探测，首次实现了中国气象卫星的全球、三维、全天候、多光谱，定量化探测，能对环境及地面气候及时监测。其上的垂直探测仪可以对地面上空30千米的范围形成立体的彩色图像从而大大增强了气象预报的精细化和准确度。
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