新一代对地观测系统的发展

对地观测系统(EOS，Earth Observation System)是获取空间对地信息、促进地球系统科学和空间信息科学等学科发展的支柱。长期以来，人们就期望着对自己居住的地球有一个全面深刻的了解，研究这种从几十年到几百年时间尺度的全球变化，依赖于观测系统和观测技术的发展。因此有必要建立一个对地球整体的观测系统，利用空间优势，获取有关地球体系及其各个组成部分的详细数据或信息。 近50年来，世界对地观测技术得到了迅猛的发展。NASA针对全球变化研究对建立长期的数据采集系统的实际需求，于20世纪80年代初开始规划地球观测系统（EOS）计划，并于90年代初实施。它包括一系列卫星、自然科学知识组成和一个数据系统，支持一系列极地轨道和低倾角卫星对地球的陆地表面、生物圈、大气和海洋进行长期观测。地球观测卫星系列是EOS计划的最基本和最重要的环节。EOS卫星系列计划在今后的10年内陆续发射一系列的太阳轨道环境遥感卫星，构成连续15年的数据采集系统，其规模在地球观测卫星发展史上是空前的。在EOS计划的基础上NASA规划了ESE战略计划，将继续发展国际新一代对地观测系统。迄今为止，Terra、Aqua和Arua卫星已经发射成功，引起地球遥感科学界的瞩目，为地球科学研究提供重要的数据资源。     

卫星遥感在国土资源调查中的应用

卫星遥感是以人造地球卫星作为遥感平台的各种遥感技术系统的统称。主要是利用卫星对地球和低层大气进行光学和电子观测,包括气象卫星、资源(陆地)卫星、海洋卫星和雷达卫星等。     

地球观测数据卫星分发系统发展综述

地球观测数据卫星分发系统(GEONETCast)借助通信卫星,把从地面站点、航空和航天平台获取的观测数据、产品传送给广大的用户。GEONETCast当前由CMACast,EUMETCast和GEONETCast Americas 3个区域系统组成,作为地球观测组织(GEO)提出的全球综合地球观测系统(GEOSS)的全球地球观测数据和信息卫星分发系统,旨在满足9个社会受益领域的用户需求。GEONETCast建立在现有区域系统之上,利用GEO的协调机制,共同确定GEONETCast系统的整体计划和要求。各区域系统在科研项目和业务建设的支持下,不断发展完善。未来要保障GEONET-Cast健康、良性和可持续的业务运行,还需要加强4个方面的工作:①区域系统之间的互相通信;②保持GEONETCast的开放性和动态性,发展更多的数据提供者提供地球观测数据;③发展更多的数据使用者;④数据政策。     

地壳结构对GRACE估算中国大陆地表垂直负荷形变的影响

根据重力卫星GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)估算固体地表垂直负荷形变时通常采用的PREM(Preliminary Reference Earth Model)地球模型不能较好地反映中国大陆特别是青藏高原巨厚的地壳结构。基于考虑中国大陆区域地壳结构的地球模型计算了新的负荷勒夫数,探讨了地壳结构差异对GRACE卫星RL05观测数据估算中国大陆地表垂直负荷形变的影响。结果表明,区域地壳结构差异对GRACE估算中国大陆地表负荷形变的影响较为明显,90阶垂直位移负荷勒夫数的相对差异接近11%;前90阶垂直负荷形变差异的极值出现在青藏高原东南部,最大相对差异达到10%左右,均方根相对差异为4%。建议利用GRACE卫星RL05数据估算中国大陆地表垂直负荷形变时,应该使用更加趋于真实的区域地壳结构替代PREM模型的相应部分。     

中巴资源卫星数据影像在新疆国土资源环境综合遥感调查项目中的应用

中巴资源一号卫星(CBERS-1)是我国于1999年发射的第一颗地球资源卫星.它携带的CCD多光谱相机可获取B1(0.45~0.52 靘),B2(0.52~0.59 靘),B3(0.63~0.69 靘),B4 (0.77~0.89 靘),B5(0.51~0.73 靘)的图像数据,其空间分辨率为20 m,重复观测周期为26天,扫描宽度为113 km.与Landsat TM数据相比,具有空间分辨率较高,价格低廉等优势,适用于从事大中比例尺的资源和环境调查评价. 新疆国土资源环境综合遥感调查项目开始于2000年,考虑到新疆国土资源环境综合遥感调查项目组已有数据情况、费用情况、以及其它各种因素,决定用中巴资源卫星遥感数据为…     

“全球地球科学断面计划”介绍

“全球地球科学断面计划”(the Global Geoscience Transects project,简称GGT)是岩石圈协会间委员会(Inter-Union Commission On the Lithosphere)在1985年8月东京召开的一次会上提出的,方案设计仿效了北美大陆—海洋断面计划。 Transect(断面)的含义就是要利用     

美国地球资源技术卫星

人造卫星和遥感技术的迅速发展,为从空间勘测地球资源开辟了一条新途径。近年来,这一研究活动受到许多国家的重视。 1972年7月23日美国发射了第一颗实验型地球资源技术卫星,卫星重891公斤,容积1立方米。卫星每天可环绕地球14圈,18天拍摄全球一次。这颗卫星携带有四种仪器:(1)三台反射束光导管摄像系统;(2)多光谱扫描仪;(3)两台宽频磁带机;(4)数据收集系统。资源卫星-1号自运转以来,已为全美国拍照了10次,所得结果加工成照片,然后供有     

连续重力观测站测定的中国大陆潮汐因子空间分布特征

潮汐变化空间分布可用于地球不同位置受外力响应及地球形状、地表变形的相关研究.受观测技术、仪器数量和观测精度等制约,中国大陆重力潮汐观测直到21世纪初才得到较大改善和发展.利用2015-2017年中国大陆运行较好的51个重力站潮汐观测数据,采用国际标准潮汐处理方法和软件,分析计算了中国大陆主要潮波潮汐因子的空间分布,同时,结合1′×1′的全球地形模型(ETOPO1)和全球重力场模型(WGM2012)讨论了中国大陆东西和南北向2个潮汐剖面的构造物理特征.研究结果表明:①90％以上重力站M2波潮汐因子中误差优于0.001,这已和20世纪80～90年代的超导重力仪的观测精度相当;沿海台站的O1和K1波潮汐因子大于其他地区,经Nao99b和Nao99jb海潮模型检验认为是海潮负荷引起的.②沿狮泉河—玉树—松潘—黄梅—上海佘山的东西向M2波潮汐剖面显示,当海拔高程差异超过4500m、布格重力异常差异600×10-5m/s2时,重力站间M2波潮汐因子差异可达2％,且和高程呈正相关特征.③沿孟连—西昌—银川—乌加河的南北向M2波潮汐剖面站间潮汐因子差异为1.0％～1.5％.④重力站潮汐因子和高程的相关性分析表明,内陆站M2、O1波相关系数超过40％具有正相关特征.上述结果可为中国大陆地壳结构横向不均匀性和动力变形响应研究提供参考.     

应用陆地卫星数据处理圈定金矿床

自阿波罗宇宙飞船成功地对地球进行摄影之后,从太空研究地球资源的设想已变为现实。1965年,美国国家航空和宇宙航行局(NASA)制定了一项地球资源勘测计划。此后,这项计划便陆续由双子座、阿波罗、太空实验室宇宙飞船以及航天飞机,特别是陆地卫星和NOAA系列卫星付诸实施。 陆地卫星为常规地质填图及矿产资源勘探提供了详尽的资料,NOAA环境卫星(分辨率较低)为作进一步区域评价提供了遥感信息。近来,海洋卫星和航天飞机又试装了一种新式雷达成象系统,其主要用途是做构造地质填图。     

NASA启动“冰桥行动2014”南极海冰变化研究

正2014年10月16日,美国航空航天局(NASA)宣布启动第6年即"冰桥行动2014"(Operation Ice Bridge)南极研究计划,此次研究目标是观测南极大陆冰盖、冰川和海冰变化。"冰桥行动"是NASA一项为期6年的南极研究任务,同时也是迄今为止规模最大的地基冰川航空测量计划,旨在利用多源航空遥感传感器(包括机载激光雷达)获取南北极的对地观测数据,以此揭示地球南北极变化与全球变化的相互作用机制,计划     

地球观测系统(EOS )计划简介

地球观测系统(EOS)计划包括三大部分: (1)EOS科学研究计划; (2)EOS数据信息系统(EOSDIS); (3)EOS观测(平台、仪器)系统。 一、EOS科学研究计划 科学研究是EOS的基础,这一工作早已在进行,由NASA及其它美国研究机构和国际组织开展的地球科学研究是其前奏。在美国全球变化研究计划(US GCRP)及国际地圈—生物圈计划(IGBP)和世界气候研究计划(WCRP)的共同支持下,在美国本土EOS科学研究已具雏形。     

中国大陆科学钻探的过去、现在和未来——纪念中国大陆科学钻探实施15周年、国际大陆科学钻探委员会成立20周年

大陆科学钻探是"入地"的重要手段,是"深入地球内部的望远镜"。中国大陆科学钻探事业开展15周年以来,取得重要进展,获得全球地学界的高度关注,特别是2001年实施的中国第一口大陆科学深钻(5158m),成果辉煌,影响巨大。继后,又开展了青海湖环境科学钻探、松辽盆地白垩纪科学钻探、柴达木盐湖环境资源科学钻探,汶川地震断裂带科学钻探以及中国大陆科钻资源集成计划,总共钻进约35km,显示了中国科学钻探方兴未艾的景象。为纪念国际大陆科学钻探20周年(1996~2016)和中国大陆科学钻探实施15周年(2001~2016),本文回顾中国大陆科学钻探实施15年来的艰辛和奋斗的历程,展望中国大陆科学钻探的未来。     

大陆超深地质钻探势在必行

近代高技术的发展与运用,使地质科学的研究向“外太空”(利用资源卫星)和“内太空”(即地球深部)两个方向发展。一门新兴的“深部地质学”已经兴起,早引起世界地质学家的广泛重视,并进而形成一项《国际岩石圈计划》(ILP),自1981年实施以来,已取得一些成就。这是一项80年代地球科学带有前沿性和战略意义的国际性多学科的研究计划。     

科技动态

勘测利器——地球资源卫星探测、普查地球资源对国民经济的发展举足轻重.专为这一用途而设计的卫星称之为“资源卫星”.资源卫星为什么能对地球了如指掌呢?主要是它携有叫做遥感器的“火眼金睛”.现代遥感器有4种:第一种是可见光(0.4~0.77微米)遥感器,它能把人眼可见的景物洋细、直观地再现出来;第二种叫红外(3~14微米)遥感器,其主要用于探测物体的     

深井地球物理长期观测的最新进展及其前景

地球科学是以观测为基础的科学.当前, 如何克服城市化、工业化、现代化发展带来的噪音干扰, 提高观测的信噪比, 成为地球科学发展的重要课题之一.开展深井观测是解决地面噪音干扰的主要途径.近年来, 随着地球系统科学研究的深入以及解决环境、资源、防灾等科学问题的需求, 世界大陆、大洋科学钻探工程研究以及在钻孔深井内进行的地球物理长期观测得到飞速发展, 并取得了初步的观测研究成果.本文介绍了世界各国在深井长期观测方面的最新进展, 展示了中国大陆科学钻探工程在江苏东海现场开展深井地球物理综合观测的方案及其观测研究前景.东海深井长期观测站将成为中国第一个无地面干扰的综合性深井地震、地球物理实验观测站, 它是实现我国“入地”科学计划的重要基础, 将开创我国21世纪地球科学观测研究的崭新局面.      

EarthScope—美国地球探测计划及最新进展

美国对地球深部探测计划的实施已成为世界各国地学界的关注焦点。本文简要介绍了美国地球探测(EarthScope)计划产生的背景、拟解决的科学问题、所采用的观测手段、项目实施进度及部分进展,主要包括地震层析成像、地应力应变、大陆构造、地貌测量等学科的进展。     

地球深部探测国际发展与我国现状综述

探测人类居住的地球内部的结构和组成是地质学家和地球物理学家共同的奋斗目标。本文介绍了上世纪70年代以来世界主要国家的国际地球探测计划的主要内容,包括美国大陆反射地震探测计划(COCORP)、地球透镜计划(EarthScope),欧洲地球探测计划(EUROPROBE)、德国大陆反射地震计划(DEKORP)、英国反射地震计划(BIRPS)、意大利地壳探测计划(CROP)、瑞士地壳探测计划(NRP20),俄罗斯深部探测计划,加拿大岩石圈探测计划(LITHOPROBE),澳大利亚四维地球动力学计划(AGCRC)、澳大利亚玻璃地球计划(Glass-Earth)和澳大利亚地球探测计划(AuScope),简要概括了国际地球探测计划的成果,回顾了我国地球深部探测的历史与工作基础,简要论述了我国开展地壳探测计划的必要性,并介绍了近期启动的国家科学专项"深部探测技术与实验研究"的目标与"两网、两区、四带、多点"的工作部署,展望了我国地球深部探测发展的未来。     

中国大陆科学钻已正式启动

20 0 1年 8月 4日预定深度为 5 0 0 0 m的中国科学第一钻在江苏省东海县毛北村举行了开钻典礼。国土资源部、江苏省以及中国地质大学的有关领导和专家出席了开工典礼。为了配合该钻孔的实施 ,1 997年 1 1月和 1 998年 1 2月在毛北地区分别开展了两口预先导孔 (CCSD- PP1 ,43 0 m;CCSD- PP2 ,1 0 0 0 m)的钻探 ,并取得了大量资料和丰硕成果。中国大别—苏鲁超高压变质带大陆科学钻探工程于 1 997年被国家科技领导小组批准为“九五”国家重大科学工程项目 ,1 998年被国际大陆科学钻探组织批准为国际大陆科学钻探项目。作为世界上规模最宏大的大别—苏鲁超高压变质带 ,中国大陆科学钻探工程旨在利用现代深部钻探高新技术 ,通过钻探、地球物理、分析测试和信息工程等多学科的综合研究 ,揭示大陆造山带的深部物质组成与结构和构造、地球动力学和壳—幔相互作用 ,重塑超高压变质带形成和折返机制 ,研究中国南、北两大板块会聚边缘的地壳行为 ,探索深部流体与生物圈 ,监视现代地壳运动 ,为资源、能源及地震发生机制提供新的科学依据 ,建成现代深部地质作用长期观测与实验基地和地壳深部物...     

NSF用于地球环境观测系统的设施

地球科学涉及的研究对象和问题通常以长时间、大尺度、大规模为特征。这些研究不仅需要在实验室中进行，而且更需要大范围、长时间系列的实地观测资料。用于观测、实验、分析与计算的设施和仪器对地球科学领域的研究十分重要。GEO地球科学设施计划（1999—2003）是GEO历史上首次提出的“设施计划”，它从地球环境观测系统、计算系统、实验室系统及样本与资料存贮系统4个方面对NSF已拥有和拟发展的设施作了阐述。通过对GEO在1999年前已拥有、计划1999—2003年使用及目前的实行情况3方面对NSF用于地球环境观测系统的设施作较为全面的介绍。     

中国大陆岩石圈导电性结构研究——大陆电磁参数“标准网”实验（SinoProbe-01）

"中国大陆地壳探测计划"的首要目标是岩石圈物性结构、构造和物质组成的探测,这包括大陆岩石圈的地震波速度、密度、磁性、导电性和放射性结构研究。其中,大陆岩石圈导电性结构的研究越来越引起人们的重视。利用岩石圈导电性结构模型不仅可以推断地球内部的岩、矿石组成和地质构造轮廓,还可以间接提供有关地球内部热结构的信息,为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题服务。因此,很多发达国家自上世纪70年代以来,陆续启动了岩石圈导电性结构探测。2004年,美国开始了"地球透镜计划(EarthScope)";其中,"大地电磁阵列"(USArray)是整个计划中的重要部分,是一个大陆尺度的大地电磁场观测计划,它将为北美大陆的构造与演化提供新的约束。在中国,大陆岩石圈导电性结构研究虽取得一系列重要成果,但也仅限于对其基本格局有一定认识,远远满足不了大陆动力学问题研究的需要。为了研究中国大陆形成、演化机理,首先需要确定中国大陆岩石圈三维构造模型、热结构和流变性特征,而这一切都与更详细、更准确的中国大陆岩石圈导电性结构有着密切关系。为了实现构建中国大陆岩石圈电磁学参数三维数据体及导电性结构标准模型的目标,"深部探测技术与实验研究专项"设立"大陆电磁参数标准网实验研究(SinoProbe-01)"项目,解决大陆尺度、阵列式(Array)大地电磁场(MT)标准网观测计划的关键技术问题,研究具体的实施方法技术,并提供示范性成果。项目将尽可能预先建立覆盖全国、网度为4°×4°的阵列式区域大地电磁参数标准网控制格架,并以华北和青藏为基地创立阵列式区域大地电磁场"标准点"1°×1°观测网的构建方法、技术;构建华北和青藏地区壳、幔电磁参数三维结构标准模型"格架",以及不同网度的壳、幔物性三维结构模型,为覆盖全国的阵列式区域大地电磁"标准点"观测网最佳网度选择提供依据,为最终建立中国大陆岩石圈三维导电性结构标准模型奠定基础,为预测我国超大型金属成矿远景区提供方向。完成本项目研究将对揭示中国大地构造特点和岩石圈结构提供重要依据,对油气及固体矿产资源远景评估提供制约,并对完善后板块大地构造理论有重要意义。开展这方面的研究将揭开中国大地构造地球物理学新阶段的序幕,为中国可持续发展与地球科学的进步作出贡献。