以“数字丝路”服务“一带一路”

空间对地观测技术具有宏观快速准确、客观规律数据的特点和能力，可以说是实现环境观测的有效手段，可以为“一带一路”建设提供重要的帮助和决策支持。今天我为大家介绍三个方面的内容：首先讲“一带一路”面临的一系列挑战，其次介绍我国空间对地观测技术发展，最后介绍由中国科学家发起的数字丝路国际科学计划。

“一带一路”建设中的挑战和应对措施

“一带一路”建设面临什么样的挑战？首先“一带一路”面临全球变化的挑战。这几年来全球的气候在不断地变化，全球的温度也在不断上升。目前，位于中亚地区的咸海已经从浩瀚的湖泊慢慢地演化到基本上湖泊消失了这么一个程度，所以可以看出全球地表的水量在减少，这都是全球环境变化带来的结果。这样的环境变化，确实会为“一带一路”建设带来很大的挑战。

同时也面临着粮食安全的挑战。为此，联合国在制订可持续发展目标的时候，零饥饿和无饥饿一起构成的粮食安全成为联合国的重要目标。然而，面临粮食安全的挑战集中的地区也在“一带一路”地区。

另外还有自然灾害的挑战。“一带一路”建设地区自然灾害尤为严重。其中超过80%的灾害是地震、风暴潮、水旱灾害等，这三大灾害构成了全球无论是死亡的人数还是经济损失的80%。

与此同时，“一带一路”建设所要实施的一系列实践工程，其实也面临着很多的风险。例如中巴走廊，从新疆到巴基斯坦的瓜达尔港，几百公里长度的中巴走廊，面临着诸多风险，有地震灾害，特别是水灾的风险特别大。

不过，面临这样的威胁，我们要有科学的行动和应对措施，从而避免这些灾害带来的不利影响。在这样一个地区，经济发展、城市化发展的不平衡，特别是城市化本身的快速发展，对各个地区的经济、人口各方面也会带来系列的挑战。那么面对以上的挑战，我们怎么去应对？目前，空间对地观测技术其实是个非常先进的技术，它可以把“一带一路”作为一个整体来进行认知，可以说它有着其他技术难以替代的，有的时候是唯一的可以发挥作用的一个技术。

通过对地观察大数据的共享对于沿线60多个国家的发展具有重要意义。比如在粮食生产监测方面，“一带一路”沿线国家水稻产量占全球总产量的88%，小麦产量超过全球总产量的60%，玉米总产量超过全球总产量的三分之一。

另外，全球60%以上的人口集中在“一带一路”沿线国家和地区，其中大部分都是发展中国家，城市化率相对较低，随着城市化的发展，城市病也逐渐显现出来了，急需用空间对地观测技术进行城市化的监测，提供城市化的信息支持。

对地观测技术

提供数据支撑

那么我們国家的对地观测技术发展情况到底如何呢？接下来，我给大家介绍一下中国空间对地观测技术的发展。55年前，遥感这门科学技术就正式问世了。这些年来我国在遥感技术方面取得了长足的发展。未来，我们国家还要发射一系列遥感卫星和导航卫星，目前我们国家发射的这些对地观测卫星数量在国际上是属于前茅的，当然还要进一步提高它的质量和技术能力。

目前，资源卫星应用在我们的土地调查、粮食估产、灾害检测、森林囤积量的监测、环境调查等各个方面。近些年来，我们国家发射一系列的环境卫星对于北方的一些陆地污染，南方一些水面污染监测都做了很多工作。其中气象卫星在这些运行卫星里面，是运行得比较成熟的一个系列卫星，这就是为什么每天晚上7点半我们可以坐在电视机前看我们气象卫星产生的云图来听讲解员进行天气预报。

以前资源卫星监测陆地，气象卫星监测大气，环境卫星监测陆地和大气，对海洋的重视程度不是太高。这些年来我们国家对海洋、对海洋卫星予以了充分的重视。为此，我们国家已经发射了一系列海洋卫星。这些卫星会对海洋的初级生产力，比如海洋表面的一些叶绿素进行监测，对海洋的动力学进行监测，比如海浪、海风等等，包括对海洋灾害进行监测，所以海洋卫星这些年来发挥的作用越来越大。

随着我们国家经济的快速发展，一些中低分辨率的卫星不再满足于我们的城市建设、高速公路建设、一些大的工程项目的建设需求。因为中低分辨率的卫星对于该看的一些现象很难具备看到的能力，这时就需要我们发展研究高分辨率卫星系统，所以在2010年，我国开始启动高分辨率对地观测卫星计划，这是我们16个重大专项之一，它的目标就是计划到2020年建成我国自主的陆地大气和海洋观测系统。

目前，已经有4颗卫星被发射上天。这些高分辨率卫星可以对海上丝绸之路上的一些重要的港口城市进行分析和监测。不仅我们广州的港口，三亚的凤凰港，海口的港口，我们都可以监测，而且事实上像科伦坡的港口、吉隆坡的港口，新加坡的港口，我们都具备了进行监测的能力。

具备了这样一些能力，对“一带一路”研究来说，具有重要的意义。这些卫星包括遥感卫星、导航卫星、地球物理卫星在内，可以不断地获取我们地球表面的和次地表的一些有用信息，所以进入到我们今天这个时代可以说全球无处不在的都有地球观察卫星在准实时或者实时地获取方方面面的地球表面信息。

不过，世界上还有更多的地方或者信息不可能被我们的卫星监测到，所以就需要进行国际合作，就像我们“一带一路”建设，不仅要造福于中国，更重要的是要造福于沿线国家，造福于全球。

所以，我们在技术上也是共享的。正是因为如此，经过这些年的努力，我国已经建成了五站网系统。将来我们的卫星接收站可以遍布全球，对于全球数据我们都可以接收，可以为“一带一路”的环境监测、资源调查等提供非常重要的信息支持。

数字地球

助力“一带一路”建设

刚才讲到的都是遥感卫星，现在介绍一下我国的导航卫星。根据我国的北斗导航卫星计划，到2020年的时候，将有35颗卫星被发射上天， 构成一个全球卫星网络，当这个目标实现的时候，中国的北斗导航卫星，将和美国的GPS卫星、欧盟伽利略卫星、俄罗斯的格洛纳斯卫星相媲美。也就是说，中国北斗导航卫星将屹立于世界之林，并和我们的遥感卫星和通讯卫星一起构成我国强大的对地观测能力。

在这些强大的对地观测能力的支持之下，我们进一步要做什么？就是数字地球科学平台。多年以前，我对数字地球的理解就是把我们人类居住的地球装进我的计算机。也就是说我们利用卫星、利用其他数据，然后形成一个覆盖地球表面的数字系统，一个信息圈，来认识我们居住的地球。数字地球由一些大数据信息产品构成，比如说产品的类型包括陆地的、海洋的、大气的、城市的，然后时空尺度有全球的和区域的。陆地上包括植被、森林、叶绿素，海洋方面包括有海表温度、海表盐度，大气中的二氧化碳、气溶胶，城市当中的城市用地，地面沉降等等，都是我们的数据产品。

多年前，我们对数字地球的理解就是把地球装进计算机，现在我们说用地球大数据来研究“一带一路”，是什么意思呢？其实装进了计算机的地球，就是我们地球大数据一个集成，我们有了地球大数据就掌握了人类认识地球的一个钥匙，或者掌握了人类认识地球的一个未来武器。就是说基于对地观测技术的基础上发展起来的数字地球，利用这些大数据来解决“一带一路”方方面面问题可能会更加给力。

（本文根据郭华东院士最近的演讲内容整理而成，未经本人确认。）