观测效率更高 数据全球共享

观测效率更高 数据全球共享(科技自立自强)

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开展地球可持续发展研究，需要大量数据支撑。日前，我国成功发射广目地球科学卫星，这颗卫星具有分辨率高、观测效率高的特点，数据产品将面向全球共享，为开展可持续发展研究提供数据支撑。

北京时间11月5日10时19分，我国在太原卫星发射中心用长征六号运载火箭，成功将广目地球科学卫星(又称“可持续发展科学卫星1号”)发射升空。卫星顺利进入预定轨道，发射任务圆满成功。

广目地球科学卫星(以下简称“广目卫星”)是中国科学院首颗地球科学卫星，由中国科学院“地球大数据科学工程”先导专项研制，是全球首颗专门服务联合国2030年可持续发展议程的科学卫星。

这颗卫星拥有哪些高超本领，能起到什么作用？

运用空间观测技术高效获取数据

2015年，联合国发展峰会上通过了《变革我们的世界：2030年可持续发展议程》，提出了17个可持续发展目标，旨在以综合方式解决人类社会、经济和环境3个维度的发展问题，转向可持续发展道路。然而，实现这些目标还面临着一大挑战——数据缺失。

多年来，支撑可持续发展目标监测与评估的数据显著增加，但在数据的空间覆盖和及时性方面，仍然存在重大缺口。全球可持续发展目标指标数据库显示，仅有少数几个可持续发展目标指标的数据覆盖超过了80%的国家，且对于大部分目标而言，数据存在时间滞后问题。

广目卫星首席科学家、可持续发展大数据国际研究中心主任郭华东说：“这些数据缺口对实时监测各目标进展及评估区域间差异造成了阻碍。比如，不能满足快速、大范围、动态的人与自然相互作用的宏观现象监测，且没有空间分布的揭示能力。”

有效的数据资源和公共数据产品是可持续指标监测和评估的基础，对于可持续发展目标在全球的按期实现至关重要。为了缓解当前面临的数据缺失问题，亟须探索新数据来源和技术，用于收集数据和整合各种数据来源。

而空间观测被认为是高效的数据获取手段和研究方法之一。

郭华东说：“通过卫星、航空、地面传感器等手段获取的对地观测数据，不仅可以作为官方统计和调查数据的补充，其与传统数据结合，还可以生成更及时、空间代表性更强的高质量信息。”

于是，科学家们开始了可持续发展地球科学卫星的研制工作。以郭华东院士为首席科学家的中科院百余位科学家团队和中科院国家空间科学中心抓总工程团队，仅用了3年时间就完成这颗卫星全部研制工作。

更精细刻画还原人类活动痕迹

为了对人类活动痕迹进行更精细的刻画和还原，广目卫星练就了两项高超技能。

一是看得更细。要想掌握更多细节，卫星的空间分辨率很重要。分辨率越高，就意味着卫星分析、识别或确认地面小型物体的能力越强。广目卫星拥有目前同类卫星中较高的分辨率，搭载了高分辨率宽幅热红外、微光及多谱段成像仪3种载荷，可以实现对地面物体更精细的探测。

“在观测同一个区域时，广目卫星可以看到更多细节。”郭华东说，“以观测某条河的污染情况为例，一般卫星只能观测到这条河存在温度异常升高的迹象，广目卫星则可以观察到这里有工厂排污。”

二是效率更高。广目卫星拥有300千米的观测幅宽，11天可实现全球覆盖。此外，它设计有“热红外+多谱段”“热红外+微光”以及单载荷观测等普查观测模式，还可以实现24小时全天时、多载荷协同观测。

借助这些技能，广目卫星可以利用微弱的光观测夜间人类活动和极地冰雪变化，比如夜间颗粒污染、极地冰雪覆盖等情况。还能够研究近海、海岸带等区域状况和人类活动影响，比如土地利用、海岸带破碎、海岸带红树林、陆源污染、近海养殖产业等情况。此外，广目卫星还可以研究生物多样性与生态系统，以及人居环境、城市发展等情况。

“河边、海边往往是人类活动频繁的区域，也是情况复杂、很难研究的区域。获得这部分数据也是广目卫星的重点任务之一。”郭华东说。

可为6个可持续发展目标提供数据服务

据介绍，广目卫星发射后，3个传感器陆续获取数据，地面系统一般会在几个月内陆续接收到所需数据。

广目卫星成功发射凸显了中国在科技领域为落实联合国2030年可持续发展议程所作的努力和贡献。卫星在轨运行后，其数据产品将面向全球共享，为国际社会特别是发展中国家开展可持续发展研究提供数据支撑。

“‘可持续发展科学卫星1号’是中国实质性贡献联合国2030年可持续发展议程的重要体现。”中国科学院副院长阴和俊说。

广目卫星系统总指挥刘建波介绍，广目卫星观测计划是根据国内外用户的需求和星上资源情况编制的。目前，广目卫星可为17个可持续发展目标中的6个目标提供数据服务。未来，广目卫星将获取海量数据，结合大数据、人工智能、区块链等技术，为可持续发展作出更大贡献。

“期待与国内外相关机构一起，通过全球数据资源的有效获取和共享共用，为缩减全球可持续发展不平衡和区域间的数字鸿沟做出贡献。”郭华东说。