李增元:林业高分遥感追梦人
来源: 中国科学报    时间:2016/03/20

    日前,国防科技工业局重大专项工程中心对中国林科院资源所承担的国家高分重大专项“高分林业遥感应用示范系统(一期)”项目进行了中期检查。在听取项目组汇报了项目总体进展和应用示范情况并演示了高分林业遥感应用示范系统后,与会专家认为,项目在高分林业应用关键技术攻关、系统建设和应用示范方面取得了丰硕成果,已基本完成批复所列的所有研制任务,为项目最终验收奠定了良好基础。
    来自专家组会议的肯定,让项目负责人、中国林科院资源信息研究所副所长李增元及其团队激动不已。展望未来,李增元希望,未来我国自主的高分辨率遥感数据能够在国家林业局的调查业务中尽快得到使用。
    攻克高分遥感数据应用关键技术
    说到高分遥感,首先要明白高分卫星的概念。高分卫星是高分辨率对地观测卫星的一种简称。目前,我国已经发射了3个高分卫星。“高分一号”是2013年4月26日发射的,而“高分二号”是2014年8月19日发射的。2015年9月14日12时42分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭,成功将高分九号卫星送入太空。
高分卫星可以反映城市地形、地貌,农作物分布,生态区情况,以及为洪水、地震等自然灾害救灾提供帮助。此外,高分卫星还可在不同时间观测同一地形,反映城市变迁、农作物区域变迁和农作物长势,以及森林区的变化、自然灾害的影响程度、抢救以及灾后重建等情况。高分卫星由于其非常高的分辨率,还可为考古等更小范围的技术提供支持。
    在林业资源领域,高分遥感技术也有着广泛的用途。代表林业行业,李增元参与了国家中长期科学和技术发展规划“高分辨率对地观测系统”重大专项的总体规划和设计,牵头组织实施了“高分林业遥感应用示范”项目,提出了高分林业遥感应用示范系统总体方案和专题产品体系,编制了高分林业应用相关技术规范,攻克了高分遥感数据应用于森林资源调查、湿地资源监测、荒漠化监测、林业生态工程监测和森林灾害监测等系列关键技术,研发了高分林业遥感应用示范原型系统。通过项目的实施,对整合现有林业专业系统、优化林业调查与监测流程起到了推动作用,对提升林业调查与监测的智能化及自动化水平具有重要意义。
    完善国家森林资源清查技术系统
    从事一线科研多年,如今,作为数字林业首席专家,李增元已经荣誉等身。他先后获“全国先进工作者”“全国生态建设突出贡献奖先进个人”等荣誉称号。其科研成果获得国家科技进步奖二等奖1项、三等奖1项,林业部科技进步奖一等奖、中国科学院科技进步奖二等奖各1项。此外,他还主持完成“973”“863”、国家科技支撑、国家自然科学基金、公益性行业科研专项等20余项。
    在森林资源遥感调查业务系统研发方面,李增元首次建立了全国森林资源遥感调查综合样地系统和国家级森林资源遥感监测三阶抽样技术体系,完善了国家森林资源清查技术系统,填补了国内空白;首次建立了二类调查林相图的快速智能更新技术体系,技术体系达到了国际先进水平。他主持开展了“森林资源遥感监测技术与业务化应用”研究,建成了面向一类和二类调查两个层次的森林资源遥感监测业务应用系统。其成果获得2009年国家科技进步奖二等奖。在第七次和第八次全国森林资源清查中,“国家级森林资源遥感监测系统”在全国31省、直辖市、自治区以及8个国有森工集团得以业务化运行,取得了广泛的社会效益和巨大的经济效益。
    致力中欧合作“龙计划”
    那么,目前李增元主要从事的研究重点是什么?是高分遥感有关——中欧合作“龙计划”项目。
    李增元向记者介绍,“龙计划”是目前我国在地球观测领域最大的国际科技合作项目,合作双方为中国科技部—欧洲空间局,而他正是中方首席科学家。双方的合作已经进入到第三期,设置了合成孔径雷达干涉测量、森林制图、水稻估产、大气化学监测、地球重力场、冰冻圈和大气动力学等合作研究主题。
“该计划吸引了中欧170多个单位、700多名科学家和学者参与到13个遥感基础和应用研究领域的合作研究,取得了大量国际先进的研究成果”,李增元介绍,通过合作,他们突破了基于多源SAR数据的森林制图和森林参数反演关键技术,实现了我国东北和西南地区的大范围森林制图以及森林生物量、蓄积量等参数的大范围、高精度反演,为全球变化下森林覆盖变化研究提供了基础数据;利用掩星法全球O3监测仪、大气制图扫描成像吸收分光计等传感器数据,准确监测了我国大气中NO2、CO和O3含量及其变化,在北京奥运期间,验证了北京市政府采取空气洁净措施取得的效果。这些成果代表了国际前沿水平,使我国多项遥感应用技术研究达到了国际先进水平,部分研究填补了国内空白。
    李增元表示,无论是合作规模、研究水平,还是取得的成效,“龙计划”都堪称空前。通过合作,他们探索出了在新形势下开展国际科技合作的新机制,为我国培养了一大批遥感青年人才,极大地提高了我国遥感技术的创新能力,提升了我国遥感技术的应用水平。
“作为中欧科技领域合作的典范,‘龙计划’对增进中欧地球观测领域科技合作发挥了非常重要的作用。我们预计将在2016年启动‘龙计划’四期合作。”李增元说。
此外,李增元还作为项目负责人,联合全球森林和土地覆盖动态观测组织、美国马里兰大学、马来西亚林业研究所等11家单位,实施了亚太森林恢复与可持续管理组织资助的“大湄公河次区域和马来西亚森林覆盖及碳制图”项目。他们建立了东南亚地区全覆盖的遥感数据和森林资源分布图数据库,有力促进了该区域各经济体在森林资源评估和制图方面的能力提升。目前,李增元正在进一步联合亚太地区更多经济体,分步骤开展亚太地区森林资源监测评估工作。