災害監測星座衛星

國際災害監測星座由國際災害監測星座協會協調、管理。該協會由來自歐洲、亞洲、非洲不同國家的8個組織組成，共同負責國際災害監測星座的建造及運行。這8個組織分別為英國國家空間中心、薩里衛星技術公司、阿爾及利亞國家空間技術中心、中國科技部、奈及利亞國家空間研究開發中心、土耳其科學技術研究委員會、泰國曼谷技術大學以及越南國家科技中心。該星座的第一顆衛星“阿爾及利亞星”1於2002年11月發射；“奈及利亞星”、土耳其的“比爾星’，英國的“英國DMC ( Disaster Monitoring Constellation)”也於2003年9月發射。DMC通過協會的協調運作，將在最大限度上實現互利合作，並使之運轉成為一個星座。一部分處理過的遙感圖像還將被無償捐獻給有關機構，用於世界各國的救災減災，更好地為人類服務。

基本介紹

• 中文名：災害監測星座衛星
• 外文名：DMC ，Disaster Monitoring Constellation
• 管理機構：國際災害監測星座協會
• 作用：世界各國的救災減災
• 首顆衛星：“阿爾及利亞星”1
• 首發時間：2002年11月

簡介

自然及人為災害每時每刻都在威脅著人民的生民和財產安全，不幸的是目前我們還沒有能力阻止災害的發生，但我們能夠通過災害的預警、災時的監控和災後的搶救、重建，大大降低災害的損失給人類帶來的傷害。國際災害監測星座採用最新的衛星遙感技術，最短的衛星重訪周期，最廣的國際合作方式，用於人類最需要的防災、抗災、救災的動態監測。2003年9月27日，英國薩里衛星技術公司製造的3顆小型對地觀測衛星由俄羅斯的宇宙3M火箭送入預定軌道，與先期發射的“阿爾及利亞星”(ALSAT)1小衛星共同組成了國際災害監測星座(DMC)。另一顆屬於中國的“中國國際災害監測星座+4"(中國DMC + 4)小衛星也將於2005年5月加入這個國際衛星大家庭。作為第一個專門用於災害觀測並由不同國家協作完成的國際災害監測星座，其運作對於人類災害預防及災害管理具有劃時代的意義。

災害監測星座設計與操作

國際災害監測星座可以說是國際合作項目的典範之作。該星座由英國薩里衛星技術公司倡導，並承擔主要的研發生產任務。薩里衛星技術公司坐落在英國薩里空間中心，是一家由薩里大學全資擁有的衛星技術公司，是現代“低成本小衛星”的誕生地。該公司迄今發射了20多顆衛星，其“薩里大學星”(UOSAT) 2衛星己在太空中連續運轉了20年之久。最近該公司還參與了歐盟的“伽利略”導航衛星計畫，負責製造首顆導航試驗衛星GSTB一V2A。此外，該公司還參與了歐洲空間局的載人登入火星計畫“曙光計畫”，負責設計製造其核心子計畫之一—“火星樣本返回計畫”中的火星樣本採集太空飛行器。

國際災害監測星座由國際災害監測星座協會協調、管理。該協會由來自歐洲、亞洲、非洲不同國家的8個組織組成，共同負責國際災害監測星座的建造及運行。這8個組織分別為英國國家空間中心、薩里衛星技術公司、阿爾及利亞國家空間技術中心、中國科技部、奈及利亞國家空間研究開發中心、土耳其科學技術研究委員會、泰國曼谷技術大學以及越南國家科技中心。迄今，該協會己成功組織過4次會議。由清華大學和英國薩里衛星技術公司合作研製的國際災害監測星座樣星“航天清華一號”己於2000年6月28日發射升空;該星座的第一顆衛星“阿爾及利亞星”1於2002年11月發射升空;“奈及利亞星”1、土耳其的“比爾星”、英國的“英國DMC”也於2003年9月在俄羅斯的普列謝茨克由宇宙號發射升空。中國的“中國DMC + 4”也計畫於2005年春發射。按照計畫，中國、泰國、土耳其、阿爾及利亞、奈及利亞和英國都將全權擁有一顆屬於自己的衛星，但這並不意味著衛星是孤立運行的，而是通過協會的協調運作，將在最大限度上實現互利合作，並使之運轉成為一個星座。一部分處理過的遙感圖像還將被無償捐獻給有關機構，用於世界各國的救災減災，更好地為人類服務。

該星座將運行於距離地面約686km、傾角98^。的太陽同步軌道，這就意味著災害觀測將覆蓋兩極地區。太陽同步軌道是指衛星軌道的公轉方向及其周期與地球公轉方向及其周期相同的軌道。這種軌道能保證在圓軌道情況下，衛星每天沿同一方向通過同一緯度地麵點，並且太陽光的入射角幾乎是固定的，有利於遙感器進行災害觀測。

災害監測星座的各組成衛星按統一基準設計製造，但彼此間也有細微的差別。標準衛星的設計基於薩里衛星技術公司的模組化小型衛星設計平台“微型衛星”100。該平台適用於總質量在70一130kg的衛星。標準衛星採用三軸穩定控制方式，裝有4塊矽太陽能電池板，星座軌道站協調系統，包含陀螺儀及反作用輪裝置的姿態控制系統，以及具有640km寬地面掃描能力、32m地面解析度的綠、紅、近紅外譜帶多光譜成像相機。遙感圖像存儲於1 ~9GB的固態數據存儲器，以8MB/s的速度經S頻帶下載。“奈及利亞星”1,“阿爾及利亞星”1，“英國-DMC"等都以此標準設計，只是攜帶的數據存儲器容量略有不同。土耳其的“比爾星”在其標準上有了提高，其多光譜成像相機的地面解析度提高到了26 m，並攜帶有12m地面解析度的全色相機。“中國DMC +4”衛星的性能則更為優越，全色相機的地面解析度高達4m，同時擁有功能更強的姿態控制系統，能更準確地瞄準目標，並支持X頻帶。1999年10月28日8時44分由薩里衛星技術公司研製的另一顆衛星“薩里大學星”12對北京的成像，該星具有與“中國DMC +4”相似的32m多光譜成像能力。

此外，“英國- DMC”還有一個令人驚異的蒸氣實驗推進系統，並攜帶了2. 6g水作為推進劑。相對於傳統的火箭推進而言，這種“綠色”推進劑無毒、無危險、低成本，單獨存在時安全可靠。據薩里空間中心透露，這項蒸氣推進系統實驗己獲成功，並成功得出了水可以作為安全、廉價的太空飛行器推進劑的結論。

DMC+4概況

DMC+4小衛星是由北京宇視藍圖信息技術公司(Beijing Landview Mapping Infornation TechnologyCo , Ltd BLM IT)與英國薩里衛星技術公司(SurreySatellite Technology Co , Ltd SSTL)合作發展的一顆小型對地觀測衛星。將由俄羅斯的宇宙3M火箭送入預定軌道，與已發射的“阿爾及利亞星”(ALSAT1)小衛星、“奈及利亞星”(N igeriaSAT 1 ),“土耳其星”(Bi1SAT),“英國星”( UK DMC)共同組成了國際災害監測星座(DMC )。中國DMC }4小衛星將於2005年中期發射，作為第一個專門用於災害觀測並由不同國家協作完成的國際災害監測星座。DMC計畫由中國、英國、泰國、阿爾及利亞、奈及利亞、越南、土耳其等7顆衛星組網對全球災害監測。該衛星能夠同時獲取32m多光譜數據和4m全色數據，幅寬達6001an,一景覆蓋面積是國內資源衛星的25倍，單星重訪周期為4天，通過DMC組網，可以實現每天重複觀測。

DMC+4的數據特點

(1) DMC+4小衛星可以下傳中解析度(32m多光譜)和高解析度(4m全色)兩種遙感數據。

(2)遙感影像的覆蓋範圍大(32m X 6001an, 4mX 241an )，如:一景多光譜影像覆蓋範圍是國內資源衛星的幾十倍。

(3)重訪周期快，32m數據在2天內可以獲取，4m數據在5- 7天獲取，如果參加組網，可在24小時內重複成像地球上的任意地點(包括赤道地區)。

(4)數據獲取成本低，由於衛星和地面系統的運行、管理、控制都由宇視藍圖公司自主運營，可以自由選取短期獲取的遙感數據。

(5)衛星參加DMC組網，可以進行廣泛地國際合作。通過資源共享，技術互補，套用交流的方式提高衛星數據的使用效率。

DMC+4的運管控方式和套用優勢

DMC+4的運管控方式

在政府支持下，宇視藍圖公司為發展DMC } 4小衛星系統，實現企業運營的機制創新，實施組織結構、管理模式和運行機制的創建，並引入市場發展競爭模式。作為主承單位，建立了包括:北京地面接收站、衛星數據預處理系統、衛星套用示範系統等，形成了小衛星地面的基本處理能力。並在中國資源調查、土地利用、水利、農業、林業、環保，災害等領域，尤其是在國務院秘書局的電子政務信息平台，北京市資源第三方監測系統、應急指揮系統，以及2008北京奧運等單位的遙感套用，進行了積極推廣和商業運作，現已初步形成了小衛星用戶群和套用市場。

DMC+4的套用優勢

DMC+4小衛星是中國星地一體化自主運營，可自行控制，方便、快捷地執行災害監測等專項任務的現代小衛星，其套用優勢如下:

(1)多光譜遙感影像彩色成像覆蓋面廣，幅寬是同類型衛星LANDSAT幅寬的3倍多。一景多光譜影像圖覆蓋面積是CBERS 1的25倍，一景影像能完全覆蓋幾十萬平方公里的省市地區。從影像中能夠分辨出區域的主要道路、城市軌道、植被、水體、河流和工業園區等。

(2)全色影像解析度高，能夠完全分辨出城市的道路、正在建設和已經建設完成的工程。一景24km X 24km的高解析度全色影像可以覆蓋576km²的區域。從影像中能夠分辨出鄉村公路、大型樹木、樓盤、市政公共設施和重大工程的監測等。

(3)時間解析度高，重訪周期短，特別適合土地變更、城市擴張、工業園區建設、農作物長勢、生態環境等的動態監測。

(4)自主控制衛星觀測任務，可重點觀測感興趣地區，適應對各類災害防治、危險源避險、儲備庫保護、突發事件處理的動態監測，輔助應急指揮的需求等。

更為重要的是，在專題套用時，可以結合高空間解析度的航空遙感彩色影像。

DMC+4的套用前景

DMC+4小衛星可以進行災害監測、災後評估、國土普查、土地利用、農田保護、地質調查、環境監測、林業統計等;可以用於城市規劃、建設和管理、土地詳查、精細農業、林業和礦產執法、輔助政府決策支持等套用範圍。

(1)加速中國災害監測星座建設，提高防災、抗災、救災能力DMC+4小衛星以及DMC星座的建設，在國內外防災、抗災、救災方面發揮著示範作用。一方面提高了中國災害監測和災後救助及評價的套用能力。另一方面可以為中國的空間信息共享與服務提供好用、易用的平台，並支持持續、快速、穩定的自主對地觀測數據源的綜合處理，這對於推動中國災害星座的建設具有十分重大的戰略意義。

(2)減災、救災，促進社會經濟可持續發展

中國是世界上受災大國之一，每年的災害損失就有幾千億元，而且目前中國所面臨的抗災和救災能力還非常有限，因此，利用DMC }4小衛星及其星座可以實現災前預測、災中監測和災後評估的目的，減少災害對國民經濟所造成的重大損失，同時也是支持了社會經濟的可持續發展。

(3)增強政府科學決策和應急處理災害的能力

利用DMC }4小衛星及其星座對氣象、地質、地形、地貌、河流、土壤類型、氣候、植被、森林等自然災害的歷史數據變化以及地學災害等數據模型，利用空間分析和虛擬現實技術，模擬人類活動對國家資源環境產生的影響，進而制定有針對性的可持續發展對策。水利、環境監測部門可以利用數字地球提供的遙感土壤侵蝕動態數據疊加數字高程模型，計算出不同時間植被覆蓋變化率、地表的坡度、坡向，參考氣候等綜合信息進行生態環境評價，指出適合耕作和退耕還林、還草的政策諮詢意見等。

(4)機制創新，推動災害防治技術產業化

通過小衛星星座的作用，有助於形成以遙感數據加工處理及套用為核心的新型產業，促進中國遙感套用的產業化進程;拓展傳統產業的發展空間和競爭力，如電子地圖、ITS智慧型交通系統、GPS定位導航系統、寬頻信息傳輸網路建設等新型高技術產業的發展;並進一步推動電子政務、電子商務、遠程教育、網上醫療、信息化社區等重大信息化套用工程的建設。

DMC套用成果展示及其評價

美國森林火災的監測及其評價

"英國-DMC”在發射僅一個月後，成功捕捉到的2003年11月美國加利福利亞海岸森林大火的部分圖像，從影像中可以解譯出大火勢頭、風向、危險半徑、救災範圍等制定抗災、救災快速反應對策和措施。

印尼海嘯的監測和災後評估

2004-12-26,在印度尼西亞蘇門答臘島西北海域(北緯3. 6幾東經96. 28)發生芮氏9. 0級的強烈地震。地震波猛烈撞擊海水，形成海嘯，這次海嘯巨觀災情嚴重、波及範圍廣，在幾個小時內襲擊印度洋沿岸的印度尼西亞、斯里蘭卡、泰國、印度、緬甸、馬來西亞等12個國家，造成巨大的地震海嘯災害。災情損失主要集中在農業用地和房屋建築區，其中受災土地覆蓋範圍廣，農田受災面積最廣達到56. 02%，其次是濕地占21%，灘涂占11.67%，居民地和自然保護區各占受災面積的2. 47%

地震海嘯災害後的生態系統嚴重惡化，主要表現在:海岸和海島下沉、海岸侵蝕嚴重、海水侵入良田、海岸帶鹽漬化將加重。

華北地區生態調查及數據質量評定

白洋淀位於河北省中部，是華北平原上最大的淡水湖泊，總面積3661anZ。由互相連線的143個大小淀泊組成。它對維護華北地區的生態環境、保持生物多樣性和珍稀物種資源起著重要作用。白洋淀具有沼澤和水域等生態系統，是魚類和鳥類在華北地區中部最理想的棲息地之一。據河北省水利廳介紹，白洋淀1965年以前原有魚類17科54種，1984年以前原有鳥類192種。由於近20多年入淀水量減少，乾淀現象多次發生，使白洋淀生態環境惡化，野生動植物資源遭到破壞，1992年調查鳥類僅剩52種，2000年調查魚類減少到11科18種。

因持續乾旱，到去年底白洋淀只有一些溝漢還有少許水量，而且白洋淀所屬大清河水繫上游各水庫去年基本沒有蓄上水，水利部和河北省決定從屬於南運河水系的岳城水庫，經子牙河水系向白洋淀調水。這一調水工程歷時半年多到7月份結束，白洋淀納水1.6億m³，水域面積由原來的31km²增加到120km²。據水質監測部門監測，入淀水質達到III類水標準。