郭華東委員:追夢地球大數據 為國家戰略需求服務
 
時間:2019年3月5日

嘉賓:全國政協委員、中國科學院院士 郭華東

        中國網:各位網友大家好,歡迎收看中國網《中國訪談》2019全國“兩會”特別報道。本期節目,我們採訪到了全國政協委員、中國科學院院士郭華東,請他就數字地球、數字“一帶一路”的建設發展等問題進行深入解讀,並對我國衛星遙感技術的發展歷程和成就進行回顧。


全國政協委員、中國科學院院士郭華東接受中國網《中國訪談》專訪。(楊佳 攝影

        中國網:郭院士您好,感謝您接受中國網的採訪。今年全國“兩會”,您帶來哪些提案或者您關注的是哪些領域?

        郭華東:我帶來的提案之一是關於科技創新促進可持續性發展目標實現的提案。大家都知道,2015年聯合國193個會員國通過了一個2030議程,即《改變我們的世界——2030年可持續發展議程》。這個議程將用15年的時間,實現17個大的目標。在17個大目標中,包括169個子目標。這些目標涉及到各個國家人類生活的方方面面,科學技術和創新對其實現起著至關重要的作用。也就是説,沒有科技創新,可持續發展目標就很難實現,這對科學家群體、對科技界提出了很高的要求。

        對於我們來講或者對於我本人來講,做遙感,做數字地球,做地球大數據,本身就是要將這些科技創新技術應用於社會發展、經濟建設的方方面面。目前,我們正在承擔一個中國科學院戰略先導科技專項,名稱叫地球大數據科學工程,圍繞著聯合國17個可持續發展目標中的6個目標在做工作。我的提案其實就是怎麼能夠促進我們國家建立科技創新促進可持續發展目標實現的機制。這個機制也包括建立平臺,比如成立國家專家委員會;形成一些會議機制,比如説每年開一次會議,促進産出。這些産出為聯合國的決策提供支援服務,從而也為國家的決策提供支援服務。中國的事情做好了,也將服務全球。

        中國網:剛才您提到了一個概念叫數字地球,能不能首先跟我們的網友簡單地介紹一下什麼是數字地球?

        郭華東:數字地球,簡單來講就在地球前面加了一個數字,“數字+地球”就形成數字地球。其實就是人類認識地球一個嶄新的方式。我記得在1999年,中國科學院發起召開首屆國際數字地球會議,我是大會秘書長。當時一家報社的記者就問我,郭先生,什麼叫數字地球呢?當時我説,你要問我什麼叫數字地球,我的回答就是把真實的地球放進我的電腦裏,這就叫數字地球。

        這個説法過去整整20年了,從科普的角度來講是沒有問題的。但是現在進入大數據時代,如果你再問我什麼是數字地球,我説數字地球可以説是地球大數據。事實上來講,當我們在傳統的環境裏觀測地球,看到的地球是一番景象。假如人到了太空,比如在衛星的高度看地球是什麼樣的?我們用不同解析度的眼睛來看地球是什麼樣的?如果我們能穿透地球的表層看地球又是什麼樣的?或者説我們如果把地球的大氣圈、生物圈、岩石圈,這些圈層綜合起來看地球又是什麼樣的?或者白天是什麼樣的地球,晚上是什麼樣的地球?我們用先進的空間技術、資訊技術等科學技術結合起來看這個地球的時候,其實觀測的結果就不一樣了。

        總而言之,數字地球也可以説是人類認識地球的虛擬形式,用當代的技術觀測、分析地球的一種方式,或者説用現代的科技把地球看成資訊化的地球,從而認識真實地球的一種思維。

        中國網:從1998年提出數字地球的概念到現在已經有20年的發展時間,目前數字地球已經廣泛應用於哪些領域?對我們國民經濟生活的發展産生了哪些實際的作用?

        郭華東:數字地球有廣泛的應用領域,從大的方面來講,有民用和軍用。戰場上數字地球非常有用,同時在民用領域,用途更大,廣泛應用在不同的領域。具體來講,比如説環境、資源、災害、人口這些領域,都可以用數字地球的理念去做。這些年來,我國的自然災害頻發,比如地震災害、洪水災害,我們在用數字地球技術監測自然災害,預測未來的可能災害。

        比如現在結合大數據,我們將對地觀測衛星的數據和地面觀測的一些數據,與地理人文的數據融合起來,形成一個地球大數據平臺,也是數字地球的一種技術平臺,進行資源調查和尋找。比如説森林資源,甚至一些礦産資源。另外來進行環境的監測,比如現在對人類威脅最大的是全球氣候變化。我們正在進行地球大數據專項研究,其中有一個項目進行“三極”研究,就是北極、南極和“地球第三極”——青藏高原的研究。

        當我們對全球氣候變化進行研究的時候,不可能僅在一個城市或者一個小的地方來研究全球氣候變化,而應該用全球的視野來看全球氣候變化。在全球尺度上研究,三極更加代表著全球變化研究的前沿領域,因為那些地方的環境比較脆弱,一些參數比較敏感,研究起來對全球變化的認識就更加深入一步。

        中國網:另外一項由您牽頭髮起的大型國際科學計劃,數字“一帶一路”計劃已于2016年實施啟動,為期十年。這個“數字絲路”計劃將會為我國提出的“一帶一路”倡議提供哪些科學支援?

        郭華東:“一帶一路”沿線有65個國家,有46億人口,這不單單是中國的事情,也不單單是沿線某幾個國家的事情,它涉及一個大區域的發展戰略,應該把這個看作是一個整體來研究。它的環境在不斷地變化,它的資源不平衡,它的工業發展、農業發展都很不平衡。這樣的一個計劃,實際上來講實施時間肯定很長。沿線這些國家,地形地貌環境,方方面面都比較複雜。一些挑戰也很嚴峻,比如我們要走出去,幫助一些國家建基礎設施,建工程,但是你得想有沒有災害的風險,有沒有安全的風險等等。要做“一帶一路”的工作,特別讓“一帶一路”真正能得到可持續發展,必須預先掌握“一帶一路”的數據,通過分析對“一帶一路”的資源環境有所掌握,對未來的發展才能夠進行科學的預測。

        中國網:“數字絲路”計劃已經完成第一階段的實施,那麼在接下來的實施期間裏,還將進行哪些針對性的研究和探索?

        郭華東:“數字絲路”十年的計劃,我們將分三期來做。過去的將近三年的時間是一個準備期,準備期就是組隊伍、建體制、立機制、找資源,目前這方面的工作都做得差不多了。從今年開始,我們將全面展開國際科學計劃。既然叫科學計劃,就得有科學目標,有先進的隊伍,用這些理念來做這些事情。我們現在主要還是按照聯合國的17個可持續發展目標,我們做其中6個,分8個領域全面展開,進行深入地研究,發現一些規律性的現象,為政府和聯合國的決策支援做貢獻。

        年前科學院召開了一次新聞發佈會,新聞發佈會的主題就是地球大數據共用。我們一次發佈了5個PB(1PB=1024TB)的數據,5個PB的數據出去之後反響還是很大的。現在國際上貿易單邊主義風潮盛行,在這種情況下,中國反而採取了更加開放的態度,我們的數據資源全球都可以下載,都可以利用。我們這個計劃裏將來還要發射衛星,這個衛星的數據將來也要全部讓大家共用。所以從數據的共用、平臺使用方面來講,也是我們下一步要開展的工作,或者建立大平臺,為進一步做好這個計劃奠定雄厚的基礎。

        再一個,對於發展中國家而言,能力建設很重要。目前人才隊伍建設也是我們要做的一件事情,不只我們中國的科學家要做,而且要把其他發展中國家的隊伍培養起來。我們每年有兩期培訓,每次都有來自一二十個國家的年輕的科學家來參加。參加以後,“星星之火可以燎原”,他們把咱們的方法、技術、手段普及到不同的國家去,讓大家一起來做這個事情。

全國政協委員、中國科學院院士郭華東談我國衛星遙感技術發展。(楊佳 攝影

        中國網:今年是新中國成立70週年,70年裏我國的各行各業都發生了翻天覆地的變化,尤其是在科技領域。能否請您跟我們回顧和梳理一下我國遙感領域的發展歷程以及取得的成就?

        郭華東:遙感是1962年問世的,迄今已經57個年頭了。這50多年來,從大的領域上來講,經過三個階段的發展。第一個階段,1962年誕生了遙感。遙感的作用就是從空間來觀測地球,回答“是什麼”的問題。到了上世紀80年代,又推出導航技術,解決觀測地球的目標“在哪兒”的問題,並開展地理資訊系統的研究。一步一步走來,上世紀末誕生了數字地球。人們通過地球大數據來分析地球的過去、現在和未來。

        從我們國家來看,從1979年到現在2019年也是40年的歷程了。40年的歷程,從遙感的角度來講大致有三個階段。第一個就是説單參數的靜態的遙感,所謂單參數,就是一個感測器進行一個物體的監測,相對於動態的,它主要做靜態的。第二是多參數的動態的遙感,從專業的範圍來講,多平臺、多模式、多方法地對一些地物的觀測,不僅農業,還有林業,還有礦業等等。到了第三個階段,就到了先進的綜合階段,大尺度、全球化、高解析度觀測均是其重要特點。

        隨著我國經濟的快速發展,科技也迅速發展起來。現在我們的衛星觀測技術、整個數據分析技術,已經比較先進。經常有人問我,我們國家的遙感在國際上是什麼地位?我們國家是一個遙感大國,但離國際強國還少有些距離。我們國家的遙感可以説有一流的水準,我喜歡用跑馬拉松來比喻。跑馬拉松有第一方陣,有第二方陣,有時候我們跑到第一方陣或者在第一方陣領跑,有時在第二方陣。現在總體來看,咱們在第二方陣,而且是第二方陣的前列。

        在衛星數量、從事遙感人力研究數量等方面,我國在國際上都是名列前茅的,但為什麼還不是國際領先呢?我們國家的基礎研究水準,積澱和積累,包括國家整個工業基礎和歐美國家還是有差距的。這一點大概還需要一些時間追趕,比如原來想建設高空航空遙感系統,現在我們大飛機還有差距,就受到一些限制。

        總而言之,現在中國的遙感在第二方陣的前列,很多也在第一方陣,但是這點肯定不是我們的目標。我們的目標是要實現總體上的國際先進水準,這個目標未來十年是可以實現的。

        中國網:習近平總書記在今年的新年賀詞裏提到一句話叫“我們都是追夢人”,那麼您作為遙感領域的追夢人之一,您接下來有哪些夢想或者目標要實現嗎?如何去實現?

        郭華東:習近平總書記講得非常好,我們都要做追夢人,我們就是遙感數字地球領域的追夢人,追什麼樣的夢?追地球大數據之夢。什麼叫地球大數據?地球大數據就是在遙感基礎之上,利用大數據技術發展起來的,和數字地球可以相提並論的,甚至超越數字地球理念的一個新的方向,叫地球大數據。這個夢是什麼呢?從去年1月1號開始,比如説我們牽頭做了一個地球大數據科學工程,一個中國科學院戰略先導專項。做什麼事情呢?就是説針對國家對環境、資源、災害等各方面的需求,利用大數據,讓大數據促進科學發現,讓大數據為我們國家服務。

        圍繞這樣大的目標,我們要研製發射一顆衛星,就是中國科學院地球大數據的專項衛星。第二,建立地球大數據科學平臺。這個平臺建好以後,在國際上是可以有它一席之地的,我們科學家可以源源不斷地讀取數據。圍繞著國家的戰略需求做五件大事,哪五件大事?

        第一,做數字“一帶一路”。“一帶一路”是大的戰略目標,我們怎麼用大數據,用數字地球的理念做數字“一帶一路”工程?第二,美麗中國工程。國家提出了美麗中國的方向,今年到底怎麼樣?比如説五年換一次屆,本屆政府五年做得怎麼樣,下一屆政府做得怎麼樣?用美麗中國的理念監測環境的變化等等,為美麗中國建設服務。第三,生物多樣性和生態安全。做森林植被的變化分析,研究生物多樣性,對生態系統進行動態觀測性等。第四是關於海洋。咱們國家對海洋越來越重視了,主要做深海、淺海研究,包括淺海的環境、淺海的災害等等。深海的資源無窮無盡,我們人類的認識程度還不高。第五,是時空三極環境。剛才我講了研究全球氣候變化光做一點是不行的,如果能研究全球尺度現象,對北極、南極、青藏高原三極進行對比,可使人類能夠有更多的科學發現。

        最後把這些東西會聚在一個大的數字地球科學平臺上,它既是政府的決策平臺,也是科學家進行科研的基地,也是進行科普的好場所等等。所以我們現在承擔一個大的項目,從2018到2022,花五年的時間來完成。

        你剛才講的追夢人,我們現在追夢就是把地球大數據科學工程這個戰略先導專項順利完成。今年第二年了,隨著這個專項不斷地進步,特別圍繞今年迎來中國科學院建院70週年,迎來中華人民共和國成立70週年。圍繞雙70的目標,我們現在正在追夢。我們提出了一系列的目標,這些目標歸納起來就是“五球、一星、一設施、六SDG”。“五球”,就是圍繞聯合國可持續發展目標,要做5個“數字地球”,比如環境的地球、災害的地球、自然的地球等等。“一星”就是要做一顆先進的衛星,“一設施”就是做地球大數據的基礎設施,“六個SDG”就是聯合國六個可持續發展目標。我們要為新中國成立70週年獻上我們的厚禮!


(本期人員——責編/文字:杭舟;主持:裴希婷;攝像:王一辰;攝影:楊佳;後期:劉凱;主編:鄭海濱)


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來源:中國網
(本期人員——責編/文字:杭舟;主持:裴希婷;攝像:王一辰;攝影:楊佳;後期:劉凱;主編:鄭海濱)