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郭华东委员:追梦地球大数据 为国家战略需求服务

作者:     来源:中国网     时间:2019-03-06 09:14

中国网:各位网友大家好,欢迎收看中国网《中国访谈》2019全国“两会”特别报道。本期节目,我们采访到了全国政协委员、中国科学院院士郭华东,请他就数字地球、数字“一带一路”的建设发展等问题进行深入解读,并对我国卫星遥感技术的发展历程和成就进行回顾。

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全国政协委员、中国科学院院士郭华东接受中国网《中国访谈》专访。(杨佳 摄影)

中国网:郭院士您好,感谢您接受中国网的采访。今年全国“两会”,您带来哪些提案或者您关注的是哪些领域?

郭华东:我带来的提案之一是关于科技创新促进可持续性发展目标实现的提案。大家都知道,2015年联合国193个会员国通过了一个2030议程,即《改变我们的世界——2030年可持续发展议程》。这个议程将用15年的时间,实现17个大的目标。在17个大目标中,包括169个子目标。这些目标涉及到各个国家人类生活的方方面面,科学技术和创新对其实现起着至关重要的作用。也就是说,没有科技创新,可持续发展目标就很难实现,这对科学家群体、对科技界提出了很高的要求。

对于我们来讲或者对于我本人来讲,做遥感,做数字地球,做地球大数据,本身就是要将这些科技创新技术应用于社会发展、经济建设的方方面面。目前,我们正在承担一个中国科学院战略先导科技专项,名称叫地球大数据科学工程,围绕着联合国17个可持续发展目标中的6个目标在做工作。我的提案其实就是怎么能够促进我们国家建立科技创新促进可持续发展目标实现的机制。这个机制也包括建立平台,比如成立国家专家委员会;形成一些会议机制,比如说每年开一次会议,促进产出。这些产出为联合国的决策提供支持服务,从而也为国家的决策提供支持服务。中国的事情做好了,也将服务全球。

 中国网:刚才您提到了一个概念叫数字地球,能不能首先跟我们的网友简单地介绍一下什么是数字地球?

郭华东:数字地球,简单来讲就在地球前面加了一个数字,“数字+地球”就形成数字地球。其实就是人类认识地球一个崭新的方式。我记得在1999年,中国科学院发起召开首届国际数字地球会议,我是大会秘书长。当时一家报社的记者就问我,郭先生,什么叫数字地球呢?当时我说,你要问我什么叫数字地球,我的回答就是把真实的地球放进我的计算机里,这就叫数字地球。

这个说法过去整整20年了,从科普的角度来讲是没有问题的。但是现在进入大数据时代,如果你再问我什么是数字地球,我说数字地球可以说是地球大数据。事实上来讲,当我们在传统的环境里观测地球,看到的地球是一番景象。假如人到了太空,比如在卫星的高度看地球是什么样的?我们用不同分辨率的眼睛来看地球是什么样的?如果我们能穿透地球的表层看地球又是什么样的?或者说我们如果把地球的大气圈、生物圈、岩石圈,这些圈层综合起来看地球又是什么样的?或者白天是什么样的地球,晚上是什么样的地球?我们用先进的空间技术、信息技术等科学技术结合起来看这个地球的时候,其实观测的结果就不一样了。

总而言之,数字地球也可以说是人类认识地球的虚拟形式,用当代的技术观测、分析地球的一种方式,或者说用现代的科技把地球看成信息化的地球,从而认识真实地球的一种思维。

中国网:从1998年提出数字地球的概念到现在已经有20年的发展时间,目前数字地球已经广泛应用于哪些领域?对我们国民经济生活的发展产生了哪些实际的作用?

郭华东:数字地球有广泛的应用领域,从大的方面来讲,有民用和军用。战场上数字地球非常有用,同时在民用领域,用途更大,广泛应用在不同的领域。具体来讲,比如说环境、资源、灾害、人口这些领域,都可以用数字地球的理念去做。这些年来,我国的自然灾害频发,比如地震灾害、洪水灾害,我们在用数字地球技术监测自然灾害,预测未来的可能灾害。

比如现在结合大数据,我们将对地观测卫星的数据和地面观测的一些数据,与地理人文的数据融合起来,形成一个地球大数据平台,也是数字地球的一种技术平台,进行资源调查和寻找。比如说森林资源,甚至一些矿产资源。另外来进行环境的监测,比如现在对人类威胁最大的是全球气候变化。我们正在进行地球大数据专项研究,其中有一个项目进行“三极”研究,就是北极、南极和“地球第三极”——青藏高原的研究。

当我们对全球气候变化进行研究的时候,不可能仅在一个城市或者一个小的地方来研究全球气候变化,而应该用全球的视野来看全球气候变化。在全球尺度上研究,三极更加代表着全球变化研究的前沿领域,因为那些地方的环境比较脆弱,一些参数比较敏感,研究起来对全球变化的认识就更加深入一步。

中国网:另外一项由您牵头发起的大型国际科学计划,数字“一带一路”计划已于2016年实施启动,为期十年。这个“数字丝路”计划将会为我国提出的“一带一路”倡议提供哪些科学支持?

郭华东:“一带一路”沿线有65个国家,有46亿人口,这不单单是中国的事情,也不单单是沿线某几个国家的事情,它涉及一个大区域的发展战略,应该把这个看作是一个整体来研究。它的环境在不断地变化,它的资源不平衡,它的工业发展、农业发展都很不平衡。这样的一个计划,实际上来讲实施时间肯定很长。沿线这些国家,地形地貌环境,方方面面都比较复杂。一些挑战也很严峻,比如我们要走出去,帮助一些国家建基础设施,建工程,但是你得想有没有灾害的风险,有没有安全的风险等等。要做“一带一路”的工作,特别让“一带一路”真正能得到可持续发展,必须预先掌握“一带一路”的数据,通过分析对“一带一路”的资源环境有所掌握,对未来的发展才能够进行科学的预测。

中国网:“数字丝路”计划已经完成第一阶段的实施,那么在接下来的实施期间里,还将进行哪些针对性的研究和探索?

郭华东:“数字丝路”十年的计划,我们将分三期来做。过去的将近三年的时间是一个准备期,准备期就是组队伍、建体制、立机制、找资源,目前这方面的工作都做得差不多了。从今年开始,我们将全面展开国际科学计划。既然叫科学计划,就得有科学目标,有先进的队伍,用这些理念来做这些事情。我们现在主要还是按照联合国的17个可持续发展目标,我们做其中6个,分8个领域全面展开,进行深入地研究,发现一些规律性的现象,为政府和联合国的决策支持做贡献。

年前科学院召开了一次新闻发布会,新闻发布会的主题就是地球大数据共享。我们一次发布了5个PB(1PB=1024TB)的数据,5个PB的数据出去之后反响还是很大的。现在国际上贸易单边主义风潮盛行,在这种情况下,中国反而采取了更加开放的态度,我们的数据资源全球都可以下载,都可以利用。我们这个计划里将来还要发射卫星,这个卫星的数据将来也要全部让大家共享。所以从数据的共享、平台使用方面来讲,也是我们下一步要开展的工作,或者建立大平台,为进一步做好这个计划奠定雄厚的基础。

再一个,对于发展中国家而言,能力建设很重要。目前人才队伍建设也是我们要做的一件事情,不只我们中国的科学家要做,而且要把其它发展中国家的队伍培养起来。我们每年有两期培训,每次都有来自一二十个国家的年轻的科学家来参加。参加以后,“星星之火可以燎原”,他们把咱们的方法、技术、手段普及到不同的国家去,让大家一起来做这个事情。

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全国政协委员、中国科学院院士郭华东谈我国卫星遥感技术发展。(杨佳 摄影)

中国网:今年是新中国成立70周年,70年里我国的各行各业都发生了翻天覆地的变化,尤其是在科技领域。能否请您跟我们回顾和梳理一下我国遥感领域的发展历程以及取得的成就?

郭华东:遥感是1962年问世的,迄今已经57个年头了。这50多年来,从大的领域上来讲,经过三个阶段的发展。第一个阶段,1962年诞生了遥感。遥感的作用就是从空间来观测地球,回答“是什么”的问题。到了上世纪80年代,又推出导航技术,解决观测地球的目标“在哪儿”的问题,并开展地理信息系统的研究。一步一步走来,上世纪末诞生了数字地球。人们通过地球大数据来分析地球的过去、现在和未来。

从我们国家来看,从1979年到现在2019年也是40年的历程了。40年的历程,从遥感的角度来讲大致有三个阶段。第一个就是说单参数的静态的遥感,所谓单参数,就是一个传感器进行一个物体的监测,相对于动态的,它主要做静态的。第二是多参数的动态的遥感,从专业的范围来讲,多平台、多模式、多方法地对一些地物的观测,不仅农业,还有林业,还有矿业等等。到了第三个阶段,就到了先进的综合阶段,大尺度、全球化、高分辨率观测均是其重要特点。

随着我国经济的快速发展,科技也迅速发展起来。现在我们的卫星观测技术、整个数据分析技术,已经比较先进。经常有人问我,我们国家的遥感在国际上是什么地位?我们国家是一个遥感大国,但离国际强国还少有些距离。我们国家的遥感可以说有一流的水平,我喜欢用跑马拉松来比喻。跑马拉松有第一方阵,有第二方阵,有时候我们跑到第一方阵或者在第一方阵领跑,有时在第二方阵。现在总体来看,咱们在第二方阵,而且是第二方阵的前列。

在卫星数量、从事遥感人力研究数量等方面,我国在国际上都是名列前茅的,但为什么还不是国际领先呢?我们国家的基础研究水平,积淀和积累,包括国家整个工业基础和欧美国家还是有差距的。这一点大概还需要一些时间追赶,比如原来想建设高空航空遥感系统,现在我们大飞机还有差距,就受到一些限制。

总而言之,现在中国的遥感在第二方阵的前列,很多也在第一方阵,但是这点肯定不是我们的目标。我们的目标是要实现总体上的国际先进水平,这个目标未来十年是可以实现的。

中国网:习近平总书记在今年的新年贺词里提到一句话叫“我们都是追梦人”,那么您作为遥感领域的追梦人之一,您接下来有哪些梦想或者目标要实现吗?如何去实现?

郭华东:习近平总书记讲得非常好,我们都要做追梦人,我们就是遥感数字地球领域的追梦人,追什么样的梦?追地球大数据之梦。什么叫地球大数据?地球大数据就是在遥感基础之上,利用大数据技术发展起来的,和数字地球可以相提并论的,甚至超越数字地球理念的一个新的方向,叫地球大数据。这个梦是什么呢?从去年1月1号开始,比如说我们牵头做了一个地球大数据科学工程,一个中国科学院战略先导专项。做什么事情呢?就是说针对国家对环境、资源、灾害等各方面的需求,利用大数据,让大数据促进科学发现,让大数据为我们国家服务。

围绕这样大的目标,我们要研制发射一颗卫星,就是中国科学院地球大数据的专项卫星。第二,建立地球大数据科学平台。这个平台建好以后,在国际上是可以有它一席之地的,我们科学家可以源源不断地读取数据。围绕着国家的战略需求做五件大事,哪五件大事?

第一,做数字“一带一路”。“一带一路”是大的战略目标,我们怎么用大数据,用数字地球的理念做数字“一带一路”工程?第二,美丽中国工程。国家提出了美丽中国的方向,今年到底怎么样?比如说五年换一次届,本届政府五年做得怎么样,下一届政府做得怎么样?用美丽中国的理念监测环境的变化等等,为美丽中国建设服务。第三,生物多样性和生态安全。做森林植被的变化分析,研究生物多样性,对生态系统进行动态观测性等。第四是关于海洋。咱们国家对海洋越来越重视了,主要做深海、浅海研究,包括浅海的环境、浅海的灾害等等。深海的资源无穷无尽,我们人类的认识程度还不高。第五,是时空三极环境。刚才我讲了研究全球气候变化光做一点是不行的,如果能研究全球尺度现象,对北极、南极、青藏高原三极进行对比,可使人类能够有更多的科学发现。

最后把这些东西会聚在一个大的数字地球科学平台上,它既是政府的决策平台,也是科学家进行科研的基地,也是进行科普的好场所等等。所以我们现在承担一个大的项目,从2018到2022,花五年的时间来完成。

你刚才讲的追梦人,我们现在追梦就是把地球大数据科学工程这个战略先导专项顺利完成。今年第二年了,随着这个专项不断地进步,特别围绕今年迎来中国科学院建院70周年,迎来中华人民共和国成立70周年。围绕双70的目标,我们现在正在追梦。我们提出了一系列的目标,这些目标归纳起来就是“五球、一星、一设施、六SDG”。“五球”,就是围绕联合国可持续发展目标,要做5个“数字地球”,比如环境的地球、灾害的地球、自然的地球等等。“一星”就是要做一颗先进的卫星,“一设施”就是做地球大数据的基础设施,“六个SDG”就是联合国六个可持续发展目标。我们要为新中国成立70周年献上我们的厚礼!

【责编:高雪】
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