"龙计划-"来龙去脉我国遥感科技领域的最大国际合作项目

中国科技部国家遥感中心"龙计划"项目办公室

"龙计划-"来龙去脉我国遥感科技领域的最大国际合作项目

中国科技部国家遥感中心"龙计划"项目办公室

"龙计划"(Dragon Programme)是目前我国在遥感科技领域的最大国际合作项目,该项目由国家遥感中心和欧洲航天局对地观测部共同负责实施.一期项目从2004-2008年,二期项目从2008-2012年,目前正在实施2012年启动的三期项目,计划于2016年结束.

中欧双方签署"龙计划"三期合作协议

1 "龙计划"项目启动背景

我国与欧洲在遥感领域合作已经有20年的历史. 1994年中国科学院卫星地面站开始正式接收"欧洲遥感卫星"(ERS)数据.1997-2002年,为推动"欧洲遥感卫星"数据在我国的应用,我国科技部与欧洲航天局组织实施了我国南方水稻监测、北京土地利用制图、洪水灾害监测、中国森林制图等4个合作研究项目.2002年3月,欧洲航天局的"环境卫星" (Envisat)发射成功,该卫星携带了12种针对不同应用目标的遥感器,也是当时在轨的最先进地球资源环境观测卫星.同年6月,时任科技部部长徐冠华院士访问欧洲航天局,中欧双方都表达了在遥感领域深入合作的愿望.为落实高层会谈的成果,双方决定正式启动一个大型的合作研究计划-"龙计划".该计划于2004年正式启动,合作的目标是建立对地观测数据应用研究的中欧联合研究队伍,促进双方卫星遥感应用技术水平的提高.

"龙计划"项目启动以来,逐步探索出"政府搭台、自主参与、自选合作主题"的国际科技合作新机制,开展了广泛深入的遥感应用合作研究、技术培训、学术交流及数据共享等工作,建立起一支地球观测中欧联合研究队伍,取得了一大批具有国际先进水平的研究成果,极大地促进了中欧双方地球观测技术水平的提高.

中国科技部与欧洲航天局代表于2008年4月在北京签署"龙计划"二期合作协议

2 "龙计划"框架下开展的活动和进展

中欧"龙计划"合作形式多样,合作内容包括合作研究、学术研讨与交流、技术培训和数据共享等诸多方面.

合作研究

"龙计划"合作的核心是组织中欧双方科学家开展遥感应用合作研究.通过具体研究主题的征集和遴选,设置研究课题,课题的研究区都设在我国,设置双责任专家(中欧双方各1名)共同负责课题的实施.

"龙计划"一期项目主要围绕欧洲的"环境卫星"数据在我国的应用开展合作研究,下设福建省农业监测等16个具体合作研究课题,中方由来自32家相关遥感单位的119名科学家和青年科研骨干参与各课题的合作研究,欧方由来自德国、法国、意大利、西班牙、挪威、英国、芬兰、比利时、荷兰及希腊等10个欧洲航天局成员国的50多名世界知名科学家和青年专家参与研究工作.

2008年在北京召开的"龙计划"一期总结暨二期启动会上,中欧双方正式签署了"龙计划"二期合作协议,这也标志着该计划二期的正式启动.同一期相比,"龙计划"二期合作内容更广泛,合作设置了地震学、地形测量、三峡等25个具体合作研究项目,研究内容涵盖农业、水利、林业、海洋、大气、测绘及灾害等遥感应用的诸多领域,参加二期合作的双方单位达165家,科学家有400多人.

2012年启动的"龙计划"三期共设置51个合作研究项目,在延续目前合作模式的基础上,继续在地球观测应用研究、技术培训、学术交流和数据共享等方面开展深入合作.三期项目重点面向欧洲和中国最新发射及将要发射的地球观测卫星,开展遥感应用、定标和真实性检验等方面的合作研究,并进一步扩展地球系统科学和全球气候变化方面的研究,增加地球重力场、大地水准面、冰冻圈、大气动力学、地球磁场及其演化、大气气溶胶变化以及地球系统科学和气候变化等合作研究内容.中欧双方共有700多名专家和青年科技工作者参与三期合作研究,其中,中方445名,来自74家研究单位;欧方276人,来自英国、法国、德国、荷兰、奥地利、西班牙等15个国家的97家研究单位,参与的机构和科学家之多,影响之大,都达到了前所未有的水平.

学术研讨与交流

为了及时总结"龙计划"中欧合作研究取得的成果,促进双方的学术和技术交流,"龙计划"每年举办一次150~300人规模的国际学术研讨会,由中、欧双方轮流主办.目前已连续举办了10次高水平的学术研讨会,中欧双方近2000人次参会.其中,科技部副部长曹健林出席了2010年"龙计划"中期成果学术研讨会开幕式,以及2012年"龙计划"二期总结研讨会暨三期启动会的闭幕式,并发表重要讲话,高度评价了"龙计划"在中欧科技合作中的地位和作用."龙计划"已成为中欧科技合作的典范,探索出的国际合作新机制将对促进中欧的全面科技合作发挥积极的作用.曹健林在会上表示,科技部将一如既往地支持"龙计划"合作,并将其作为中欧在对地观测领域国际科技合作的一面旗帜,凝聚更多的中欧科学家共同参与,长期不断地合作下去.

中国科技部副部长曹健林在2010年"龙计划"二期中期成果学术研讨会上致开幕词

在研讨会期间,各研究课题由双方责任专家共同准备和汇报研究进展,充分体现双方的合作研究精神;召集小组会议,制定各研究主题的年度工作计划,双方交流研究经验;组织青年学者专题报告,促进参与项目研究工作的年轻学者提高学术水平.

"龙计划"框架学术研讨会列表

2013年海洋遥感高级培训班学员上机实习

另外,还每年在北京召开两次小型项目进展会,双方项目首席专家组织中方专家进行技术研讨,并解决各课题实施存在的问题;各课题每年不定期地在我国或欧洲举办小规模学术研讨会和讲座,更深入地总结和交流合作研究取得的具体学术成果.

技术培训

在"龙计划"合作框架下,我国国家遥感中心和欧洲航天局对地观测部每年共同在我国组织举办一次专题性的遥感高级培训班.通过双方对设施条件的考察,在国内选择一所大学或科研机构作为培训班的具体承办单位,由荷兰国际地理信息科学与对地观测学院(ITC)协办,现已举办了10次,其中,海洋遥感高级培训班4次,陆地遥感高级培训班4次,大气遥感高级培训班2次,总计培训学员700多人次.2014年还将在江西师范大学举办陆地与水资源方面的遥感高级培训班.每年的培训班为期一周,学员多为博士后、博士研究生和各单位的青年技术骨干.授课专家由欧洲航天局选派的欧洲一流专家和我国相关领域的知名专家组成,在过去的10年里,近100人次的知名专家担任了"龙计划"遥感高级培训班的授课教师.培训班的授课内容由理论授课和操作实习两部分组成,理论联系实践能够更好地促使广大学员掌握软件使用、数据处理等方法.

"龙计划"框架遥感高级培训班列表

"龙计划"合作项目的实施为中欧双方培养了一大批优秀青年遥感科技人才."龙计划"执行10年的过程中,双方都非常重视年轻科研骨干的培养,从历次学术研讨会议参评的高水平青年学者论文不难看出,"龙计划"良好的国际合作环境为青年科学家的成长创造了条件,涌现出一大批优秀遥感青年科技人才;青年学者也成为合作过程中最活跃的力量和最直接的技术受益对象,他们的研究成果倍受关注.

在"龙计划"项目实施的10年里,中方每年选派2名优秀青年学者到欧洲航天局相关机构进行为期3~6个月的培训,这项活动有效地促进了中欧双方合作项目的顺利开展.此外,我国还不定期选派优秀青年学者到欧洲攻读学位,为我国遥感事业的发展注入了新的活力.

遥感数据共享

"龙计划"一期项目执行期间,欧洲航天局无偿向各合作研究课题提供"环境卫星"和存档的欧洲遥感卫星-1、2数据,中欧双方研究人员共享,从数据上保证各项合作研究工作的顺利开展.在"龙计划"一期合作框架下,欧洲航天局向"龙计划"提供了20400景"环境卫星"和存档的"欧洲遥感卫星"影像数据.另外,中方还获得了超过4000轨的"环境卫星"搭载的遥感器数据,而且获取的数据量大大超过了预期.

"龙计划"二期项目执行期间,除欧洲继续提供"环境卫星"、"欧洲遥感卫星"等卫星遥感数据外,中方的北京-1(Beijing-1)、"中巴地球资源卫星"(CBERS)、"风云"(FY)和"环境" (HJ)等卫星遥感数据,以及第三方的日本"先进陆地观测卫星"(ALOS)、Chris/Proba小卫星等数据也加入了二期合作框架,极大地满足了二期合作研究领域扩展的数据需要.这些数据极大地保障了25个合作项目研究活动的顺利开展,特别是"龙计划"首次使用中方遥感数据,丰富了"龙计划"合作研究的数据源,提高了合作研究的水平,扩大了我国遥感数据在欧洲的影响.

欧洲航天局向"龙计划"二期提供的卫星遥感数据(共计14816景)

中方提供的卫星遥感数据(共计2018景)

"龙计划"一期合作框架欧方提供数据情况

欧洲航天局与第三方数据共享(共计5174景)

中方提供的共享数据(共计7623 景)

"龙计划"三期项目中,中欧双方最新发射的科学卫星数据都及时纳入"龙计划"数据共享平台,例如欧洲航天局最新发射的"哨兵"(Sentinel)以及中方最新获取的环境-1C卫星合成孔径雷达数据,为广大科学工作者进行深入科学研究提供了丰富及时的第一手资料.

3 "龙计划"取得的成果

中欧合作"龙计划"项目已经走过10年路.在过去的10年里,"龙计划"项目取得了丰硕的合作成果,为该计划的后续执行奠定良好的基础.

搭建了中欧遥感科技合作的重要平台

"龙计划"执行10年来,通过我国科技部和欧洲航天局以及双方科学家的共同努力,该计划已打造成为中欧遥感科技合作的一个重要平台,不但提升了双方的遥感应用技术水平和能力,也产生了广泛的国际影响,已成为中欧科技合作的成功典范,也必将对推动中欧在对地观测领域的全面合作产生积极影响.

"龙计划"首先是中欧遥感科技合作研究的平台,"龙计划"三期400多位双方科学家和青年科技人员同时参与"龙计划"三期51个课题的研究工作,参与的机构和科学家之多,影响之大,都是空前的.同时,它也是中欧遥感科技交流的平台,依托平台举办的系列大型学术研讨会,极大地促进了中欧遥感科学家的多方位、深层次的交流,达到了相互交流、相互学习的目的,不但提升了中欧遥感科技交流的水平,而且增进了相互了解,加深双方的友谊,为双方更深层次的合作奠定了基础."龙计划"还为双方科学家合作参与其他国际项目起到了桥梁作用,比如,"龙计划"海洋应用课题,双方合作共同向欧盟FP6框架提出《DRAGONESS-龙计划中国海环境和安全监测系统技术研究》项目建议书,顺利获得批准立项.

取得了一大批高水平的合作研究成果

"龙计划"启动实施10年来,双方的合作研究取得了一大批国际先进水平的研究成果,如运用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术实现了汶川地震地表形变的准确监测,为评估震区今后发生较大地震的可能性提供了重要依据;使用全球臭氧监视实验-2 (GOME-2)遥感数据,实现了我国大气中NO2、CO和O3含量变化的准确监测,还准确获得了奥运会期间北京市大气环境监测数据.监测结果表明,奥运期间北京市政府采取的空气洁净措施有效地改善了北京及其周边地区的大气质量,北京市的大气NO2减少了60%,周边的天津减少了30%、石家庄减少了20%;基于合成孔径雷达干涉测量技术和永久散射体技术,实现了对上海市城市地面下沉的准确监测;运用串行"欧洲遥感卫星"合成孔径雷达数据实现了中国东北森林覆盖和生物量制图;运用欧洲"环境卫星"的遥感器数据实现了很多地表生物物理参数的大范围反演.其他还有鄱阳湖地区洪水监测和精确制图,基于光学、合成孔径雷达和大气遥感器数据的水稻成图和甲烷释放量反演,海洋内波参数遥感反演技术,等等.这些成果基本代表了国际遥感研究的最前沿水平,通过合作,使我国的很多遥感应用技术研究达到了与世界同步,有些还填补了国内研究空白,极大地推动了我国遥感科技水平的提高.

利用日本"先进陆地观测卫星"的相控阵型L频段合成孔径雷达(PALSAR)数据监测汶川地震形变场

基于多源遥感数据的我国东北地区森林生物量估计

为我国培养了一大批青年卫星遥感科技人才

"龙计划"良好的国际合作环境为年轻学者的成长创造了有利条件,青年学者也成为合作过程中最活跃的力量和最直接的技术受益对象.中方参与"龙计划"的45岁以下中青年学者占总人数的78.2%,10年的合作研究,涌现出了一大批优秀遥感青年科技人才,很多人已成长为我国各遥感应用领域的技术领军人才.

在"龙计划"合作的10年里,在我国举办的10次陆地、海洋、大气遥感高级培训班,我国各遥感应用领域的600多名博士、博士后和年轻科技人员接受了培训;中方共选派14名优秀青年学者到欧洲航天局相关机构进行为期3~6个月的培训,还选派3名优秀青年学者到欧洲的大学攻读学位,极大地推动了我国遥感应用研究队伍的建设和后备人才的培养.

为我国获得了大量珍贵的遥感数据

"龙计划"启动实施10年来,我国科学家从欧洲航天局无偿获得了3万余景卫星遥感数据,还获得了超过4000轨的大气化学遥感器数据,仅雷达数据就相当于发射一颗卫星约3~4年获得的数据量. "龙计划"获得的大量星载雷达数据,在很大程度上缓解了我国雷达遥感数据紧缺的状况,为我国雷达遥感的应用基础研究和推动雷达遥感技术在社会、经济发展中的应用奠定了数据基础.通过"龙计划"从欧方获得大气化学遥感器数据,使我国的大气化学遥感研究顺利起步并达到了较高的研究水平,填补了国内空白.

在"龙计划"二期和三期项目合作框架下,中方已向"龙计划"提供了北京-1、"中巴地球资源卫星"和"环境"等卫星遥感数据万余景.中方遥感数据的加入,不但丰富了合作研究的数据源,提高了合作研究的水平,而且推动了我国遥感数据的更广泛应用,同时也扩大了我国遥感数据在欧洲的影响.

4 "龙计划"的意义和影响

搭建合作平台,拓展合作领域

"龙计划"搭建的遥感科技合作平台,创立了"政府搭台,自主参与,自找合作主题"的中欧科技合作新模式.以平台为依托,中欧双方科学家可就共同感兴趣的研究主题,组建联合研究队伍,开展合作研究和开展学术交流,极大地拓宽了合作和交流的领域,与以往相比,投入虽然较少,但合作领域更广,受益面更宽,灵活性更强,更有利于全面推动我国应用遥感技术水平的提高.

中国区域对流层NO2浓度反演结果(2006年12月)

利用欧洲"环境卫星"上的先进合成孔径雷达数据获得的上海地表沉降分布图(2008年)

强调对口合作,学习先进技术

"龙计划"以技术合作为核心,自找合作伙伴,主要围绕卫星遥感数据的应用开展合作研究,针对性强,实现了对口合作、强强联合,使我国科学家直接参与欧洲最先进卫星数据的应用开发,从而使我国在某些遥感应用高技术领域从一开始就占有一席之地.合作的起点高,各研究课题中欧双方都由著名科学家领衔组建合作研究队伍,开展合作研究和学术交流,特别是中方科学家有机会与欧洲顶尖的科学家进行交流,了解和学习欧洲最先进的遥感技术,从根本上提高我国的遥感高技术研发能力.

重视人才培养,增强合作后劲

人才是科技发展的根本动力.培养青年才俊是"龙计划"合作的根本目标和切入点.通过组织年轻学者参与合作研究、举办高级培训班、国外短期培训、举办系列学术研讨会等多种途径培养青年人才,使他们有机会与欧洲顶尖的科学家学习和交流,开拓他们的视野,从根本上提高青年科技人员的科学研究能力,增强我国的遥感科技研究后劲.

科学组织和管理,推动合作深入开展

科学的组织、协调和管理,是推动合作深入发展的重要保证,欧洲航天局具有丰富的大型项目管理经验.通过合作,我国努力学习欧方的科学管理经验,提高我国的科技管理水平.项目执行期间,欧方首席科学家和主要管理人员每年来华访问3~4次,召开项目进展会,制定项目实施计划,访问项目单位和项目区,了解项目进展.项目每月召开一次双方首席科学家和主要管理人员参加的电话会议,互通项目信息,协商解决项目执行过程中出现的问题.各主题每两个月提交一次专题进展报告,以及时掌握各主题研究的进展状况和存在的问题.各课题欧方专家利用各种渠道来华访问,与中方专家交流研究成果和经验.现已初步形成适合"龙计划"合作特点、较规范的项目管理方式.