中国海洋遥感走近世界前沿

——访我国著名海洋遥感学家、中国工程院院士潘德炉

来源:钱秀丽   发布时间:2015-05-21 04:14:49 

记者 钱秀丽

自70年代末以来,我国海洋遥感用20多年的时间,不但完成了从无到有的跨越式发展,而且在部分领域达到了世界前沿科技水平,成为推动我国海洋科学取得重大进展的关键技术之一。借着全国海洋科技大会的东风,记者有幸在国家海洋局第二海洋研究所采访了我国著名海洋遥感学家、中国工程院院士潘德炉。作为我国海洋水色遥感科学和遥感模拟仿真科学的奠基人之一,潘院士在水色荧光遥感机理研究、水色遥感反演模式研究、水色遥感大气校正技术研究、水色遥感应用技术研究、遥感卫星应用效果模拟仿真理论、模拟仿真系统的建立及其应用等六个方面取得了创造性的成就,被人们称之为“巡天观海的人”。

从无到有,跨越式发展

建设高效、立体、实时的中国海洋立体监测体系,是确保各类海上活动安全的基本保证。我国海洋观测的常规手段是通过船舶、浮标、飞机、海洋观测站等进行海洋观测,但由于海洋环境的特殊性,常规监测手段有诸多限制,不能有效地对海域进行实时、有效监管,而海洋卫星遥感覆盖面广、时间频度高的特点,恰恰可以弥补这一缺陷,因此成为海洋立体监测体系的重要组成部分。目前,我国已初步建成了太空、航空、水体和海底观测三个层次的立体观测网,第一层次是卫星遥感观测,在距离海面700公里~800公里高度;第二层次是航空遥感观测,距离海面1公里~200米高度;第三个层次是常规水体和海底观测系统。“海洋遥感作为海洋观测高技术领域的重要组成部分,主要应用于前两个层次的观测。”潘院士这样介绍。

上世纪70年代,当陆地遥感开始在我国兴起时,海洋遥感尚属空白。直到上世纪70年代末,潘院士等几位学者被送往加拿大、美国学习海洋遥感技术,依靠他们从国外带回的部分海洋遥感资料,我国海洋遥感科技领域的研究迈出了艰难的第一步,潘院士将这一时期称之为“启蒙阶段”。第二阶段则主要是接收国外卫星资料,潘院士供职的国家海洋局第二海洋研究所是当时国内唯一享有SeaWiFS资料免费接收权的机构。但是接收国外卫星资料限制重重,例如,我国从美国第二颗水色卫星“海星”号接收我国海区的资料,必须要把接收到的资料交给美国人归档,需要解码延时两周使用,只能限于用美方软件作科学研究,不能作其它使用。用潘院士的话来说,就是“把我国的卫星遥感带上了脚镣和手铐”。

我们为什么不能有自己的海洋水色卫星呢?我国航天事业的迅猛发展,为海洋遥感事业提供了巨大的平台。我国海洋遥感也进入了第三个阶段,发射自己的海洋卫星。2002年5月15日,我国自行研制的第一颗用于海洋环境探测的海洋水色卫星“海洋一号A”发射成功,彻底结束了我国没有海洋卫星的历史,大大提高了我国的海洋监测能力。该卫星的成功发射与运行,实现了中国实时获取海洋水色遥感资料零的突破,为海洋卫星系列化发展奠定了技术基础,标志着中国海洋卫星遥感与应用技术迈入一个崭新阶段。

动力来自海洋开发战略

发展速度如此之快的海洋遥感,在令人惊叹的同时,我们不禁要问:发展的动力在哪里?潘院士充满辩证思维的一句话给了我们答案。“海洋遥感高科技的发展,是因为海洋经济发展和海洋大开发战略的大环境驱动;而要实现海洋经济健康、持续发展,必须依靠海洋遥感等高科技的发展,两者相辅相成。简而言之,海洋遥感等高技术的发展是由国家海洋大开发战略需求所牵引,同时为我国海洋事业的持续发展注入新动力。”潘院士如是说。

要开发海洋,首先要认识复杂的海洋环境。就目前的技术水平看,通过对海洋遥感资料的分析,我们可以掌握海洋初级生产力分布情况、海洋渔业及养殖业资源与环境质量状况,为海洋生物资源合理开发与利用提供科学依据;可了解重点河口港湾的悬浮泥沙分布规律,为沿岸海洋工程及河口港湾治理提供基础数据;可监测海面赤潮、溢油、热污染、海冰冰情、浅海地形,为海洋环境监测、环境保护、执法管理提供基础信息;为海洋科研提供大洋水色环境资料,等等。

前景乐观,任重道远

海洋遥感技术对海洋资源管理和环境监测领域的影响日益增强,为研究、开发、利用和保护海洋提供了丰富的资料,成为人类认识海洋的关键技术。“正如计算机由陌生到今天的普遍应用一样,海洋遥感的应用前景非常乐观。”潘院士信心百倍地阐明了他的观点。他指出,海洋遥感技术如同一双敏锐的眼睛,实时监测着海洋的变化。它具有常规观测手段无法比拟的优点:大面积同步实时测量、可进行动态和长期观测、可涉及船舶、浮标等无法抵达的海区等。这些优点决定了它在海洋大环境监测、海洋预报、海洋功能区划、国家权益维护等方面的广泛应用前景。

当问及今后的发展重点时,潘院士的眼前展开了一幅美好的画卷。在确保海洋一号B星年内成功发射的基础上,我们还将研制海洋动力环境卫星(主要用于风、浪、流监测)和海洋监测卫星(综合海洋水色卫星和动力卫星的特点)系列。同时,改扩建卫星地面应用系统,进一步扩大卫星海洋应用研究,提供面向不同用户、多样化的卫星产品服务。“海洋航空遥感方面,也要多增加一些飞机和航空遥感器。”潘院士又加以补充。

“前景固然美好,但任重道远”,潘院士话锋一转。目前,我国海洋遥感虽然在水色卫星遥感等方面处于领先行列,但整体与国际先进水平尚有较大差距。总体来说,我国的遥感器技术落后于卫星技术,而遥感应用技术又落后于遥感器技术,业务化水平亟待提高,资料共享的观念也需要进一步开放。“海洋遥感终极目的是应用,我们已经跨出了从无到有的一大步,但从有到用则需要更多的努力,这也给搞卫星遥感的科学家们留下了很大的发展空间”,潘院士对海洋遥感充满信心的同时,也对该项高新技术的持续、创新发展充满了期待,他希望能够通过对不同专业背景的人才培养来不断壮大科研队伍,克服目前面临的问题和障碍,使海洋遥感技术能较好、较快地发挥其应有的作用。

2006年9月13日

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