導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫(xiě)好一篇軍事氣象學(xué)論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】普通氣象學(xué)概論教學(xué)；現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)；創(chuàng)新教學(xué)；課程改革

普通氣象學(xué)概論作為氣象水文裝備國(guó)防生的一門專業(yè)課程，它是將物理學(xué)的基本定律、基本方程應(yīng)用于大氣科學(xué)研究領(lǐng)域，研究大氣中發(fā)生的物理過(guò)程、解釋大氣中的物理現(xiàn)象。與其他課程相比，它具有多學(xué)科交叉的內(nèi)容體系、較強(qiáng)的邏輯性、抽象性和廣泛的應(yīng)用性，且對(duì)于初學(xué)者或非氣象專業(yè)人員而言，教材章節(jié)之間隱晦的邏輯關(guān)系難以發(fā)現(xiàn)。目前普通氣象學(xué)概論教學(xué)現(xiàn)狀是：（1）課時(shí)安排較少，學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性及主觀能動(dòng)性不高；（2）教學(xué)模式主要以講授式為主，注重強(qiáng)調(diào)知識(shí)的系統(tǒng)性，且理論知識(shí)與學(xué)員實(shí)際崗位需求相差甚遠(yuǎn)；（3）學(xué)員僅滿足于完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)，自我要求不高，以及達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)不夠明確，缺乏學(xué)習(xí)興趣和熱忱，很少主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)和解決實(shí)際問(wèn)題，這與培養(yǎng)適應(yīng)軍隊(duì)信息化建設(shè)與聯(lián)合作戰(zhàn)需要的高素質(zhì)氣象水文裝備人才的目標(biāo)不相適應(yīng)。那么如何在課時(shí)較少，課程內(nèi)容理論化較強(qiáng)且較抽象的情況下，提高教學(xué)效果呢?筆者認(rèn)為進(jìn)行現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)，激勵(lì)學(xué)員對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在動(dòng)機(jī)，促進(jìn)學(xué)員積極思維，并精心設(shè)計(jì)符合學(xué)員認(rèn)知結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)流程調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，注重學(xué)以致用與用以促學(xué)，培養(yǎng)學(xué)員生成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，同時(shí)更要掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題的途徑，才是關(guān)鍵所在。

一、現(xiàn)代啟發(fā)式與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)的聯(lián)系與區(qū)別

啟發(fā)式教學(xué)法簡(jiǎn)而言之就是教師在教學(xué)過(guò)程中依據(jù)學(xué)習(xí)過(guò)程的客觀規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地獲取和掌握知識(shí)的一種教學(xué)方法。它自我國(guó)古代的孔子，西方的蘇格拉底開(kāi)始，至今已有兩千多年的歷史。隨著社會(huì)進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)傳承、創(chuàng)新、發(fā)展，人們又賦予它以新的內(nèi)涵，因此形成了一種新的教學(xué)理念，即“現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)”。現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)不是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的忽視和批判，而是繼承與創(chuàng)新；它繼承了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)的精要所在：注重學(xué)生主體地位，重視個(gè)體差異，啟發(fā)誘導(dǎo)并因材施教，同時(shí)又豐富和發(fā)展了傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)。那么與傳統(tǒng)啟發(fā)式教學(xué)相比，現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)到底有什么創(chuàng)新之處？對(duì)比結(jié)果[1]見(jiàn)表1。從表1中不難看出現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)是一種符合現(xiàn)代教學(xué)規(guī)律的培養(yǎng)教育人的教學(xué)思想、原則和方法。它立足學(xué)生的認(rèn)知水平，既注重知識(shí)的傳授，又注重能力培養(yǎng)，讓學(xué)生積極主動(dòng)地獲取知識(shí)、發(fā)展能力，真正成為學(xué)習(xí)的主人，達(dá)到會(huì)學(xué)、創(chuàng)造性地學(xué)。借用我國(guó)近代偉大的教育家葉圣陶話說(shuō)“教師的教學(xué)，不在于要學(xué)生搬去可以致富的金子，而在于給學(xué)生點(diǎn)金的指頭。教師不是給學(xué)生大量灌輸知識(shí)，而是將開(kāi)發(fā)文化寶庫(kù)的鑰匙交給學(xué)生?！?/p>

二、理清教材內(nèi)容，挖掘貫穿全書(shū)的隱晦邏輯

普通氣象學(xué)概論是研究地球大氣中的各種現(xiàn)象及其演變規(guī)律，這些現(xiàn)象包括物理的、化學(xué)的以及人類活動(dòng)對(duì)大氣的影響，以及如何利用這些規(guī)律為人類社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。它實(shí)際上是物理學(xué)領(lǐng)域中一些最基本的理論或中心理論與大氣科學(xué)領(lǐng)域的交叉，其中包括靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電學(xué)（電荷，電流和電場(chǎng)）、電磁學(xué)（電磁輻射與電磁波）和熱力學(xué)等。課程教材依據(jù)學(xué)科架構(gòu)章節(jié)安排如圖1所示，從圖1中可以看出，教材是根據(jù)學(xué)科自身的體系來(lái)闡述普通氣象學(xué)概論的主要內(nèi)容，即熟知的“大氣科學(xué)+”的結(jié)構(gòu)，物理學(xué)的各個(gè)基本領(lǐng)域只是其中一個(gè)加數(shù)，比如“大氣科學(xué)+”與動(dòng)力學(xué)，簡(jiǎn)單組合就構(gòu)成大氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)，注意這里“大氣科學(xué)+”與“+大氣科學(xué)”盡管兩者模式主體不同，但語(yǔ)義和內(nèi)涵一致。雖然這種教材章節(jié)結(jié)構(gòu)安排能夠滿足學(xué)科知識(shí)的系統(tǒng)性和完整性，但是考慮到學(xué)員的現(xiàn)有認(rèn)知程度，接受知識(shí)方式、特點(diǎn)及困難程度，在演講式或講授式教學(xué)模式下很容易導(dǎo)致學(xué)員為學(xué)而學(xué)，單純?yōu)橥瓿扇蝿?wù)而學(xué)的狀態(tài)。故第一步必須理清教材內(nèi)容，挖掘出適合初學(xué)者從事物外部入手，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由表及里探索知識(shí)的隱晦邏輯，然后在這個(gè)隱晦邏輯的指引下安排教學(xué)內(nèi)容順序；并同時(shí)考慮學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，造成已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)與所學(xué)普通氣象學(xué)概論知識(shí)之間中等程度的不符合，以維持學(xué)生探究知識(shí)的興趣和熱情，形成國(guó)防生學(xué)員學(xué)習(xí)知識(shí)和發(fā)展能力的最佳教學(xué)結(jié)構(gòu)。課程內(nèi)容教學(xué)順序調(diào)整如圖2所示。可見(jiàn)圖2明顯區(qū)別于圖1，它給出了一條氣象知識(shí)由淺入深、由表及里的認(rèn)知邏輯。即對(duì)于初學(xué)者，首先學(xué)習(xí)和了解氣象領(lǐng)域的基本物理量、概念及方程，建立氣象專業(yè)的相關(guān)背景知識(shí)和基礎(chǔ)概念，這部分內(nèi)容對(duì)應(yīng)著教材的大氣概述章節(jié)；在此基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和研究普通氣象學(xué)中最簡(jiǎn)單的科學(xué)問(wèn)題，也就是靜止條件下大氣狀態(tài)的變化和平衡規(guī)律問(wèn)題。更進(jìn)一步，考慮到靜止大氣不能刻畫(huà)千變?nèi)f化的運(yùn)動(dòng)大氣，所以必須研究大氣運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題，研究大氣運(yùn)動(dòng)從最簡(jiǎn)單的水平運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，這部分對(duì)應(yīng)教材的大氣動(dòng)力學(xué)內(nèi)容，然后研究大氣的垂直運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，即大氣熱力學(xué)。在認(rèn)識(shí)這些基本規(guī)律后，需要研究導(dǎo)致天氣和氣候演變的基本物理過(guò)程，即輻射過(guò)程，對(duì)應(yīng)于大氣輻射學(xué)。除卻以上宏觀科學(xué)規(guī)律外，還需要以熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)研究云微物理學(xué)，它是人工影響天氣的理論基礎(chǔ)，即在特定的天氣背景條件和適當(dāng)?shù)脑莆锢項(xiàng)l件下，通過(guò)人工干預(yù)的方式對(duì)局部大氣微物理過(guò)程進(jìn)行影響，使天氣向人們期望的方向發(fā)展，從而達(dá)到趨利避害的目的。最后，結(jié)合大氣中的光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)等自然現(xiàn)象，闡明其物理本質(zhì)。綜上而言，改善后的教學(xué)順序存在一條邏輯主線，它對(duì)初學(xué)者認(rèn)識(shí)和把握普通氣象學(xué)概論課程有重要意義。

三、把握認(rèn)知結(jié)構(gòu)，精心設(shè)計(jì)現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)流程

當(dāng)前現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)更多的是一種教學(xué)理念，并無(wú)固定的教學(xué)流程或模式供借鑒，筆者站在非氣象專業(yè)初學(xué)者的立場(chǎng)，依據(jù)學(xué)員的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，接受知識(shí)的方式、特點(diǎn)及困難程度，并結(jié)合《普通氣象學(xué)概論》教學(xué)內(nèi)容提出了一種適合非氣象專業(yè)國(guó)防生學(xué)員現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)理科教學(xué)模式，流程如圖3所示。它分為情景與意境創(chuàng)設(shè)、問(wèn)題設(shè)計(jì)與引入、學(xué)員獨(dú)立思考、階梯式激發(fā)、主動(dòng)獲取與吸收、誤區(qū)與盲區(qū)掃除、歸納與總結(jié)以及轉(zhuǎn)化與應(yīng)用8個(gè)環(huán)節(jié)。下面結(jié)合課堂教學(xué)過(guò)程來(lái)闡述每個(gè)環(huán)節(jié)的具體應(yīng)用。1.情景與意境創(chuàng)設(shè)：捷克教育家夸美紐斯曾說(shuō)：“一切知識(shí)都是從感官開(kāi)始的”。由此可見(jiàn)，直觀展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容所表征的實(shí)際事物或者實(shí)際事物的相關(guān)背景可以使抽象的知識(shí)具體化、形象化，有助于學(xué)生感性認(rèn)識(shí)的形成，并促進(jìn)理性認(rèn)識(shí)的發(fā)展。因此課堂教學(xué)實(shí)施的第一步就是結(jié)合教學(xué)目標(biāo)，研究教材內(nèi)容，根據(jù)每節(jié)課的內(nèi)容、知識(shí)體系和學(xué)員起點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的具有一定難度，需要學(xué)員努力克服，而又是力所能及的學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和熱情，引導(dǎo)學(xué)員帶著明確的求知欲望進(jìn)入課堂。例如，在緒論中如何引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)氣象學(xué)時(shí)，可安排學(xué)生觀看《后天》和《龍卷風(fēng)》等電影建立學(xué)生關(guān)于氣象災(zāi)害的感性認(rèn)識(shí)或通過(guò)再現(xiàn)2016年6月24日發(fā)生在江蘇鹽城阜寧地區(qū)的強(qiáng)龍卷和2016年9月15日莫蘭蒂超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)登陸廈門等造成較大數(shù)量亡人和巨大經(jīng)濟(jì)損失的實(shí)際氣象災(zāi)害事件催生學(xué)員的學(xué)習(xí)情感和求知欲。2.問(wèn)題設(shè)計(jì)與引入：格蘭特•威金斯說(shuō)：“問(wèn)題乃是通向理解之門”，即在所創(chuàng)設(shè)的情境框架下，依據(jù)教學(xué)目標(biāo)選擇與當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)的專業(yè)熱點(diǎn)、敏感性事件、事例或課題作為問(wèn)題設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，讓學(xué)員面臨一個(gè)需要立即去解決的問(wèn)題。例如，在針對(duì)地轉(zhuǎn)風(fēng)問(wèn)題設(shè)計(jì)時(shí)，引入1986年4月26日切爾諾貝利發(fā)生核爆炸引起放射性物質(zhì)擴(kuò)散事例，試問(wèn)距離切爾諾貝利以東2600公里的哈薩克斯坦會(huì)不會(huì)遭受核污染？如果會(huì)大約是什么時(shí)候？通過(guò)上述問(wèn)題的設(shè)計(jì)與引入，學(xué)員立即面臨一個(gè)需要解決的問(wèn)題。3.學(xué)員獨(dú)立思考：“學(xué)起于思，思起于疑”，由教員向?qū)W員提供解決該問(wèn)題的有關(guān)線索，引導(dǎo)學(xué)員獨(dú)立思考，就是要使學(xué)員懂得思考些什么，怎樣去思考，如何判斷思考是否正確，如何歸納及利用思考得出的正確結(jié)果等，即通過(guò)“憤”“悱”情境催化，提高學(xué)員提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。例如，上例核污染事件，學(xué)員需要思考自己應(yīng)該用哪類知識(shí)認(rèn)識(shí)和解決這個(gè)問(wèn)題，以及現(xiàn)在自己是否具備相關(guān)知識(shí)，進(jìn)一步刺激和催化學(xué)生的好奇心。4.階梯式激發(fā)：對(duì)于自然科學(xué)而言，通常僅通過(guò)學(xué)員獨(dú)立思考較難有效直面問(wèn)題矛盾，尤其對(duì)于一個(gè)比較有價(jià)值的命題，其內(nèi)容往往過(guò)于抽象或過(guò)程太過(guò)復(fù)雜，對(duì)于大部分學(xué)生而言都存在一定的思維難度，因此對(duì)這類問(wèn)題的啟發(fā)往往最考驗(yàn)授課教員的內(nèi)功。階梯式激發(fā)正是解決這類問(wèn)題的有效途徑，即將比較復(fù)雜的命題分解成若干個(gè)難度由淺入深、循序漸進(jìn)的小問(wèn)題，對(duì)于分解成的每一個(gè)小問(wèn)題獨(dú)立啟發(fā)，各個(gè)擊破，從而使原問(wèn)題得以解決，并從不同層次激發(fā)學(xué)員的思維積極性，讓學(xué)員在類比、辨析、遷移中學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的方法。例如上面核污染事件階梯式分成運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題、風(fēng)壓定律問(wèn)題、地轉(zhuǎn)風(fēng)計(jì)算問(wèn)題，通過(guò)3個(gè)小問(wèn)題的解決，原問(wèn)題就迎刃而解了。5.主動(dòng)獲取與吸收：在實(shí)施現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)過(guò)程中，教員結(jié)合講授過(guò)程，必須給學(xué)生提供專門的機(jī)會(huì)進(jìn)行知識(shí)“組裝”，即綜合訓(xùn)練。這一階段是完成由教員啟發(fā)轉(zhuǎn)向?qū)W員自我啟發(fā)的關(guān)鍵，是學(xué)員由“學(xué)會(huì)”到“會(huì)學(xué)”的轉(zhuǎn)換。教員可以通過(guò)和學(xué)員一起設(shè)計(jì)“自我提問(wèn)”，使學(xué)員按一定的程序自己提問(wèn)啟發(fā)自己，促進(jìn)學(xué)員生成主動(dòng)獲取與吸收知識(shí)的能力。6.誤區(qū)與盲區(qū)掃除：在課堂教學(xué)中，教員對(duì)于學(xué)員的思考過(guò)程，不能簡(jiǎn)單僅給予“對(duì)”或“錯(cuò)”的回答，而要結(jié)合大多數(shù)學(xué)員對(duì)于思考問(wèn)題的綜合反饋，從中發(fā)現(xiàn)學(xué)員思維過(guò)程中的缺陷，然后給予恰如其分的指正。這樣，學(xué)員才能真正發(fā)現(xiàn)自己的問(wèn)題所在，避免同樣的錯(cuò)誤再次發(fā)生。與此同時(shí)，對(duì)于學(xué)員在思考問(wèn)題時(shí)有意識(shí)地運(yùn)用科學(xué)的思維方法時(shí)，要及時(shí)給予表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)，促進(jìn)學(xué)員良好思維習(xí)慣的形成。例如，實(shí)施大氣狀態(tài)方程教學(xué)時(shí)，試比較在同溫同壓下，干空氣密度、水汽密度及濕空氣密度的大小，大部分學(xué)生會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論，需要教員發(fā)現(xiàn)學(xué)員思維過(guò)程的盲區(qū)，并恰當(dāng)?shù)膯l(fā)，促進(jìn)學(xué)員理性思維的形成。7.歸納與總結(jié)：教員應(yīng)當(dāng)結(jié)合課堂教學(xué)目標(biāo)，引導(dǎo)與協(xié)同學(xué)生把現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)所得到的結(jié)果組織成一個(gè)可理解的、有用的結(jié)論，并把它與相關(guān)信息結(jié)合起來(lái)，納入到學(xué)員的原認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，而且應(yīng)使學(xué)員體會(huì)到獲得成功的喜悅感，增進(jìn)學(xué)生的智力開(kāi)發(fā)，幫助學(xué)生獲得批判性思維與自主學(xué)習(xí)能力。8.轉(zhuǎn)化與應(yīng)用：學(xué)以致用，用以促學(xué)。轉(zhuǎn)化與應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)提出了更高的要求，本環(huán)節(jié)主要依托任務(wù)啟發(fā)的方式，結(jié)合課后習(xí)題及前沿?zé)狳c(diǎn)事件，鞏固和提高學(xué)員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，同時(shí)掌握發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及解決問(wèn)題的途徑。如以往在普通氣象學(xué)概論教學(xué)中教員會(huì)布置有關(guān)專業(yè)方面的課程論文，大部分學(xué)生結(jié)論浮在表面，本環(huán)節(jié)嘗試將學(xué)生按單位所在地或工作崗位分組，讓學(xué)生自行搜集普通氣象學(xué)在軍事裝備、業(yè)務(wù)工作和生活需求等方面的實(shí)際應(yīng)用，并根據(jù)所學(xué)知識(shí)和查閱文獻(xiàn)凝練出科學(xué)問(wèn)題以及提出針對(duì)性的解決辦法，這樣學(xué)以致用、用以促學(xué)的方式極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，有效提升學(xué)員解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

四、結(jié)語(yǔ)

本文主要結(jié)合普通氣象學(xué)概論教學(xué)實(shí)踐，從教材內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和學(xué)員的實(shí)際知識(shí)結(jié)構(gòu)出發(fā)，提出了一種有效進(jìn)行普通氣象學(xué)概論教學(xué)現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)改革的思路。總體而言，在理科基礎(chǔ)教學(xué)過(guò)程中采用現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)已經(jīng)是大勢(shì)所趨，值得在各種不同的課程中去應(yīng)用和實(shí)踐。另外現(xiàn)代啟發(fā)式教學(xué)需要耗費(fèi)教員大量的創(chuàng)造性勞動(dòng)以及對(duì)教師的要求較高，因此需要教員在日常教學(xué)工作中注重積累、不斷總結(jié)和逐步完善，特別是挖掘大氣科學(xué)中高影響敏感事件和前沿?zé)狳c(diǎn)問(wèn)題，靈活運(yùn)用到教學(xué)過(guò)程中，以取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

篇2

關(guān)鍵詞：靜止衛(wèi)星；水利；應(yīng)用；水文水資源監(jiān)測(cè)；災(zāi)害監(jiān)測(cè)；水利通信

中圖分類號(hào)：TP79；TV21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-1683（2013）04-0134-06

地球靜止軌道衛(wèi)星（以下簡(jiǎn)稱靜止衛(wèi)星）位于地球赤道上空距地面約36 000 km，軌道平面與赤道平面夾角為零，并且繞地球運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，故相對(duì)于地面靜止。由于靜止衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的同步性，衛(wèi)星可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)對(duì)地觀測(cè)，在氣象、通信、軍事、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等行業(yè)都有較廣泛的應(yīng)用，特別是在氣象和通信領(lǐng)域，已成為不可或缺的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)獲取工具和平臺(tái)。

水利行業(yè)中許多領(lǐng)域都存在對(duì)靜止衛(wèi)星的應(yīng)用需求，如水資源日常監(jiān)測(cè)、突發(fā)事件應(yīng)急監(jiān)測(cè)、災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警等，但總體上對(duì)靜止衛(wèi)星的應(yīng)用仍處于起步階段，多局限于氣象預(yù)報(bào)產(chǎn)品應(yīng)用等方面，應(yīng)用范圍有待進(jìn)一步拓寬，應(yīng)用程度有待進(jìn)一步深入[1]。

本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有靜止衛(wèi)星主要參數(shù)和特點(diǎn)的歸納，以及對(duì)國(guó)內(nèi)外靜止衛(wèi)星水利應(yīng)用的調(diào)研和分析，基于靜止衛(wèi)星在我國(guó)水利行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，提出未來(lái)我國(guó)靜止衛(wèi)星水利應(yīng)用前景的設(shè)想和展望。

1國(guó)內(nèi)外水利相關(guān)靜止衛(wèi)星發(fā)展?fàn)顩r

國(guó)外水利相關(guān)靜止衛(wèi)星發(fā)展較早。1975年，美國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了人類首顆靜止氣象衛(wèi)星GEOS-1業(yè)務(wù)運(yùn)行；1977年，日本第一顆靜止氣象衛(wèi)星GMS-1發(fā)射；1978年，歐空局的Meteosat靜止氣象衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)了水汽通道圖像傳輸；1982年，印度第一代INSAT衛(wèi)星發(fā)射，集通信、廣播和氣象探測(cè)于一身。

目前，美國(guó)的GEOS系列已經(jīng)發(fā)展到了第四代，擁有更穩(wěn)定的平臺(tái)，支持更新的成像儀、空間環(huán)境探測(cè)器（SEM）、垂直探測(cè)器和太陽(yáng)X射線成像儀（SXI）。新一代的GOES-R系列也已提上日程，預(yù)計(jì)于2014年實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)運(yùn)行，將搭載先進(jìn)的基線成像儀（ABI）和超光譜環(huán)境監(jiān)測(cè)儀（HES），性能將大幅提升，在同步衛(wèi)星監(jiān)測(cè)領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

日本的MTSAT-2和MTSAT-1R雙星在軌運(yùn)行，互為備份，較上一代GMS-5的自旋穩(wěn)定姿態(tài)控制不同，MTSAT采用三軸穩(wěn)定方式，成像時(shí)間短、圖像信噪比、靈敏度高。

歐盟第二代靜止氣象衛(wèi)星MSG-2替代了上一代Meteosat，雖然仍采用自旋穩(wěn)定方式，但在傳感器通道數(shù)、空間分辨率、圓盤成像時(shí)間和量化級(jí)數(shù)上有了很大提高。MSG-3已于2012年7月發(fā)射，第三代靜止氣象衛(wèi)星（MTG）將會(huì)在成像精度上和數(shù)據(jù)傳輸速率上有大輻改進(jìn)，首顆衛(wèi)星將于2018年開(kāi)始服役。

俄羅斯在軌靜止衛(wèi)星二代GOMS-N2和印度在軌靜止衛(wèi)星INSAT-3D都采用先進(jìn)的多通道掃描成像儀，擁有各自的特點(diǎn)。

我國(guó)水利相關(guān)靜止衛(wèi)星發(fā)展起步較晚。1997年6月10日，我國(guó)第一顆靜止氣象衛(wèi)星FY-2A正式投入使用，2004年10月FY-2C發(fā)射成功，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)化運(yùn)行，比美國(guó)晚了整整29年，總體水平也只相當(dāng)于美國(guó)20世紀(jì)90年代初的水平，據(jù)估計(jì)這樣的差距可能在風(fēng)云四號(hào)才能趕上。不過(guò)風(fēng)云二號(hào)也有很多自己的特色，尤其在圖像定位配準(zhǔn)方面已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。2006年12月，F(xiàn)Y-2D靜止氣象衛(wèi)星發(fā)射成功，與FY-2C星實(shí)現(xiàn)了雙星備份，主汛期每天每15分鐘可提供一張圖像。2008年12月，F(xiàn)Y-2E星接替已經(jīng)超期服役的FY-2C星繼續(xù)運(yùn)行。這三顆星均采用自旋穩(wěn)定的姿態(tài)控制方式，搭載5通道掃描成像儀和空間環(huán)境探測(cè)儀，但是和發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還是有一定的差距。表1是各國(guó)靜止氣象衛(wèi)星搭載主要荷載對(duì)比。

2.1靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)的可用性分析

2.1.1水利相關(guān)應(yīng)用參數(shù)分析

隨著水利現(xiàn)代化的不斷深入，傳統(tǒng)水利監(jiān)測(cè)手段已經(jīng)無(wú)法滿足需求。在水資源監(jiān)測(cè)方面，傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)只采集站點(diǎn)數(shù)據(jù)，且水文站網(wǎng)密度有限，展布到面后精度有一定不確定性。水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)也距實(shí)時(shí)、持續(xù)監(jiān)測(cè)與預(yù)警的業(yè)務(wù)需求有一定差距。傳統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)能力也落后于管理需求，指標(biāo)不夠全面，站點(diǎn)密度不夠，快速機(jī)動(dòng)監(jiān)測(cè)能力差，突發(fā)性水污染預(yù)警系統(tǒng)不夠完善。

極軌等高空間分辨率遙感衛(wèi)星重訪周期長(zhǎng)，幅寬窄，可能在區(qū)域性單次監(jiān)測(cè)上精度較高，但在大尺度動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方面較為薄弱。靜止衛(wèi)星可每30 min獲取一次影像，尺度可覆蓋全球，并且新一代靜止衛(wèi)星多配置高分辨率多通道傳感器，將為水利業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)提供多指標(biāo)、真實(shí)可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，大幅提高日常管理和應(yīng)急能力。

從GEOS-1只搭載單臺(tái)掃描成像儀，提供單一氣象資料，到如今搭載多種高分辨率空間探測(cè)器，并依托各國(guó)靜止氣象衛(wèi)星建立起的全球靜止氣象衛(wèi)星觀測(cè)系統(tǒng)，靜止衛(wèi)星已實(shí)現(xiàn)為水文監(jiān)測(cè)、重大水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)水情數(shù)據(jù)傳輸提供動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和多種定量產(chǎn)品支持，表2是全球主要靜止氣象衛(wèi)星的水利相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域。除提供初級(jí)遙感信息外，靜止衛(wèi)星還可提供多種定量產(chǎn)品，為水利行業(yè)提供更深入、針對(duì)性強(qiáng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用產(chǎn)品，表3是我國(guó)FY-2C衛(wèi)星提供的水利相關(guān)定量產(chǎn)品。此外，靜止衛(wèi)星還為水利部門提供相關(guān)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支持，20世紀(jì)90年代，我國(guó)水利部就購(gòu)買了亞洲二號(hào)半個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，并以此為依托建立了水利衛(wèi)星通信系統(tǒng)。另外，靜止衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)和全球?qū)Ш较到y(tǒng)也可應(yīng)用于水利行業(yè)。靜止衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要有全球覆蓋的國(guó)際海事衛(wèi)星（Inmarsat）通信系統(tǒng)和區(qū)域覆蓋北美的移動(dòng)衛(wèi)星（MSAT）通信系統(tǒng)、亞洲蜂窩衛(wèi)星（ACeS）通信系統(tǒng)、瑟拉亞（Thuraya）衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。比較成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有美國(guó)的全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯的GLONASS和我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)（CNSS），即北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。目前，為我國(guó)水利通信建設(shè)提供服務(wù)的靜止衛(wèi)星系統(tǒng)主要是Inmarsat-C海事衛(wèi)星系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

相對(duì)于傳統(tǒng)地面觀測(cè)和其它衛(wèi)星在水利中的應(yīng)用，靜止軌道衛(wèi)星的主要優(yōu)勢(shì)在于可以高時(shí)間分辨率探測(cè)信息，有效的動(dòng)態(tài)跟蹤和監(jiān)測(cè)大尺度系統(tǒng)的形成、發(fā)展及演變規(guī)律。一顆靜止軌道氣象衛(wèi)星每30 min就能獲得近地球的氣象圖片資料，對(duì)水資源運(yùn)行調(diào)度管理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)，洪水、暴雨和突發(fā)水污染事故應(yīng)急監(jiān)測(cè)以及水情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)具有突出的能力。因此，靜止衛(wèi)星在水利方面的應(yīng)用有著廣闊的前景。

在水資源監(jiān)測(cè)方面，傳統(tǒng)水文監(jiān)測(cè)只采集站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，擴(kuò)展到面后精度不高，且許多地區(qū)水文站網(wǎng)密度不夠，甚至還存在無(wú)監(jiān)測(cè)地區(qū)，降水、徑流監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)等技術(shù)手段尚不能完全不能滿足水資源評(píng)價(jià)、規(guī)劃與管理等方面的需求，而極軌等高空間分辨率遙感衛(wèi)星由于重訪周期過(guò)長(zhǎng)，幅寬較窄，可能在區(qū)域性水資源監(jiān)測(cè)精度較高，但對(duì)于大尺度動(dòng)態(tài)水資源監(jiān)測(cè)方面較為薄弱。在水資源管理方面，由于人工側(cè)支循環(huán)，使得流域水資源的分配和轉(zhuǎn)換關(guān)系異常復(fù)雜，分配層次多，流域降水和徑流變化趨勢(shì)不同步，降雨徑流預(yù)報(bào)和水資源趨勢(shì)預(yù)測(cè)依然是世界級(jí)難題，滿足不了流域水資源配置和調(diào)度管理的需要。靜止軌道衛(wèi)星每30 min就能獲得水文監(jiān)測(cè)資料，尺度可覆蓋全球，相信配備高空間分辨率傳感器的靜止軌道衛(wèi)星會(huì)在全球水資源領(lǐng)域有更深入的應(yīng)用。

在水旱災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)方面的，我國(guó)雖已開(kāi)展多年，但距實(shí)時(shí)、持續(xù)監(jiān)測(cè)與預(yù)警的行業(yè)需求還有一定的差距。高分辨率的靜止軌道衛(wèi)星數(shù)據(jù)，進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)化程度，以形成一套完整的水旱災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。

2.2在水文水資源監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

2.2.1降水監(jiān)測(cè)

降水是水文循環(huán)中的基本環(huán)節(jié)，在水資源評(píng)價(jià)、管理、水循環(huán)模擬等方面都有著大量的數(shù)據(jù)需求。從1978年美國(guó)人L.E.Spayd Jr.和R.A.Scofield[12]第一次基于GOES數(shù)據(jù)提出估算熱帶氣旋降雨量方法并業(yè)務(wù)化應(yīng)用以來(lái)，不論是在理論還是手段上，基于靜止衛(wèi)星的降水監(jiān)測(cè)技術(shù)都已相當(dāng)成熟，方法呈現(xiàn)多樣化。美國(guó)NOAA的NESDIS 發(fā)展了利用GEOS紅外資料估算降水量的系統(tǒng)并于1997年投入業(yè)務(wù)運(yùn)用[13]，我國(guó)水利部信息中心也使用云分類方法對(duì)GMS衛(wèi)星數(shù)字云圖估算面雨量[14]，張?jiān)苹?、史可傳[15]基于GMS衛(wèi)星云圖對(duì)哈密地區(qū)降雨進(jìn)行估算，徐亮等[16] 基于靜止衛(wèi)星氣象數(shù)字化產(chǎn)品采用多元決策加權(quán)法估算降雨，熊秋芬[17]提出了基于GMS衛(wèi)星4通道資料的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)估算降雨的方法，并進(jìn)行了實(shí)例驗(yàn)證。

為了彌補(bǔ)靜止衛(wèi)星空間分辨率的不足和發(fā)揮其高時(shí)間采樣頻率的優(yōu)勢(shì)，靜止衛(wèi)星降水監(jiān)測(cè)主要采用多種傳感器聯(lián)合監(jiān)測(cè)的方法。現(xiàn)在水利行業(yè)應(yīng)用較廣的全球降水監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)集——全球衛(wèi)星降水制圖（GSMaP） 和 GPCP就是多種傳感器聯(lián)合監(jiān)測(cè)的成果。GSMaP 數(shù)據(jù)集采用的GEOS衛(wèi)星的可見(jiàn)光/紅外數(shù)據(jù)，空間分辨率為0.03635°（在赤道上相當(dāng)于 4 km） ，時(shí)間分辨率約為30分鐘，覆蓋區(qū)域?yàn)?0°N ～ 60°S，在海洋上的監(jiān)測(cè)效果最好，在高山上的表現(xiàn)最差。在陸地和海岸帶地區(qū)，GSMaP 數(shù)據(jù)難于識(shí)別強(qiáng)降水，同時(shí)低估強(qiáng)度大于10 mm/h 的降水。GPCP數(shù)據(jù)集主要數(shù)據(jù)源是GOES、GMS、Meteosat衛(wèi)星，逐月、逐日和每5日降水分析資料空間分辨率分別為2.5°、1°和2.5°。

2.2.2土壤含水量與蒸散發(fā)監(jiān)測(cè)

土壤含水量與蒸散發(fā)監(jiān)測(cè)是水資源評(píng)價(jià)、管理中的重要一環(huán)，獲取實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是做好實(shí)時(shí)調(diào)度和管理工作的必要保障。靜止氣象衛(wèi)星的紅外掃描輻射計(jì)在土壤墑情、溫度、溫度和植被監(jiān)測(cè)方面均有所應(yīng)用。趙長(zhǎng)森等[18]提出了基于靜止衛(wèi)星的陸面區(qū)域蒸散模型，并采用FY-2C數(shù)據(jù)對(duì)淮河流域蚌埠以上農(nóng)業(yè)區(qū)進(jìn)行了多時(shí)間尺度的區(qū)域耗水模擬，開(kāi)創(chuàng)了利用靜止衛(wèi)星模型模擬區(qū)域耗水的先河。裴浩等[19]借鑒極軌氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)植被和土壤墑情的研究成果，采用GMS的多通道數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)土壤墑情和植被指數(shù)。楊曉春[20]利用FY-2數(shù)據(jù)對(duì)土壤濕度進(jìn)行模擬，并在多年干旱監(jiān)測(cè)中得到了應(yīng)用。

為了彌補(bǔ)靜止衛(wèi)星在空間分辨率上的不足，舒云巧等[21]提出利用FY-2C結(jié)合MODIS產(chǎn)品估算河北灌溉農(nóng)田實(shí)際蒸散量的方法，利用靜止衛(wèi)星時(shí)間分辨率強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，提高了遙感監(jiān)測(cè)的質(zhì)量。由于靜止衛(wèi)星的紅外傳感器空間分辨率往往都是千米級(jí)的，因此，比較適于大、中區(qū)域尺度高時(shí)間分辨率的地表參數(shù)反演。張霄羽和王嬌[29]利用風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)，提出了多時(shí)相熱紅外/可見(jiàn)光反演地表水分的算法，在中尺度區(qū)域上定量化土壤表面含水量，并在中國(guó)西北地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，獲得了5 km×5 km空間尺度的日均土壤含水量，并且與先進(jìn)的AMSR土壤水分產(chǎn)品相比，均方根誤差為0.025 g/cm3，最大估算誤差在0.07 g/cm3以內(nèi)。這一研究為中尺度高時(shí)間分辨率土壤含水量產(chǎn)品的獲取提出了一種思路。

2.2.3冰雪監(jiān)測(cè)

冰雪融量的計(jì)算是水文學(xué)上的一個(gè)重要問(wèn)題，靜止衛(wèi)星也在大尺度連續(xù)動(dòng)態(tài)觀測(cè)冰雪上很有優(yōu)勢(shì)，但由于空間分辨率較低，目前還處于初探階段。裴浩等[19]嘗試?yán)肎MS可見(jiàn)光通道探測(cè)冰雪分布并取得了較好的精度。中國(guó)科學(xué)院冰川所利用氣象衛(wèi)星云圖來(lái)計(jì)算雪被覆蓋的范圍、厚度、冰雪融量，并追索其連續(xù)演變，進(jìn)行了祁連山冰川水文學(xué)的研究。

2.3在水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)展

2.3.1洪災(zāi)監(jiān)測(cè)

靜止氣象衛(wèi)星在全天候洪水監(jiān)測(cè)和汛期降雨預(yù)報(bào)方面均有應(yīng)用，是防洪減災(zāi)輔助決策的重要信息來(lái)源。中國(guó)氣象局國(guó)家衛(wèi)星氣象中心從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)展提供氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)洪澇災(zāi)害的科研服務(wù)，曾成功對(duì)1991年江淮大水、1996年華北水災(zāi)以及1998年長(zhǎng)江洪水等重大洪澇災(zāi)害進(jìn)行了監(jiān)測(cè)[19]。王慶齋等[23]也根據(jù)GMS-5靜止氣象衛(wèi)星數(shù)字化衛(wèi)星云圖曲灰度分布，建立云頂溫度與地面實(shí)測(cè)降水關(guān)系曲線，實(shí)現(xiàn)對(duì)黃河流域汛期降水的預(yù)報(bào)。

2.3.2旱災(zāi)監(jiān)測(cè)

靜止氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)旱情問(wèn)題，已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，并進(jìn)行了一些研究嘗試。張?jiān)猍24]利用FY-2/VISSR數(shù)據(jù)生成PRETA干旱指數(shù)產(chǎn)品，應(yīng)用于全國(guó)范圍的旱情連續(xù)監(jiān)測(cè)，與極軌衛(wèi)星同類產(chǎn)品相比，在監(jiān)測(cè)范圍和頻次上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，很好地反映了2009年秋季至2010年春季西南大旱的旱情時(shí)空變化。姬菊枝等[25]利用風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星并結(jié)合NOAA的數(shù)據(jù)用熱慣量法估計(jì)了2003年哈爾濱春季干旱受災(zāi)情況，提出了防治措施。

2.3.3冰雪災(zāi)害監(jiān)測(cè)

靜止氣象衛(wèi)星在重大冰雪災(zāi)害也有一些應(yīng)用。朱小祥等[26]利用FY-2C、D星結(jié)合modis數(shù)據(jù)在2008年南方雪災(zāi)中向有關(guān)部門提供降雪天氣預(yù)報(bào)、受災(zāi)區(qū)積雪覆蓋范圍等方面的遙感監(jiān)測(cè)信息。

2.4在國(guó)內(nèi)水利通信中的應(yīng)用進(jìn)展

靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)中的應(yīng)用除包含靜止氣象衛(wèi)星提供水利相關(guān)應(yīng)用的直接產(chǎn)品外，還承擔(dān)著轉(zhuǎn)發(fā)水情數(shù)據(jù)、進(jìn)行水利通信的任務(wù)。1991年，北京海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)（Inmarsat-C）地面站正式運(yùn)行，開(kāi)始承擔(dān)起用戶、衛(wèi)星與移動(dòng)終端之間水情數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的任務(wù)，使得水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)不受距離和下墊面條件的限制。我國(guó)自主研發(fā)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)也為水情部分流域的水情測(cè)報(bào)系統(tǒng)提供服務(wù)，承擔(dān)著部分水利衛(wèi)星通信任務(wù)，具有覆蓋范圍廣、傳輸數(shù)據(jù)量大和成本低的優(yōu)勢(shì)。此外，我國(guó)從1976年開(kāi)始投資水利通信網(wǎng)。1994年，水利部一次性購(gòu)買了亞洲二號(hào)的半個(gè)Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器，建設(shè)水利通信系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)十多年的努力，建立了以語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像為媒介的水利通信網(wǎng)。2008年，亞洲二號(hào)退役，水利部又租用亞洲五號(hào)Ku波段轉(zhuǎn)發(fā)器和亞太六號(hào)C波段轉(zhuǎn)發(fā)器，實(shí)現(xiàn)混網(wǎng)組合，組建了新一代的水利通信系統(tǒng)，并于2010年投入使用，提高了抗雨衰能力，EIRP和G/T指數(shù)值在邊遠(yuǎn)地區(qū)比前代提高了16倍，增強(qiáng)了發(fā)射和接收能力。新系統(tǒng)集圖像、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和應(yīng)急通信業(yè)務(wù)為一體，采用新型的DVB-S2通信體制，加大傳輸帶寬，充分提高衛(wèi)星信號(hào)傳輸能力，滿足了防汛、抗旱衛(wèi)星通信需求，有效保證了水利通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

3存在問(wèn)題與展望

靜止衛(wèi)星自身雖然有覆蓋范圍廣、成像周期短、資料來(lái)源均勻、連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低等先天性優(yōu)勢(shì)，但犧牲了傳感器精度、荷載和傳輸速率等條件，造成業(yè)務(wù)應(yīng)用面窄和深化程度不夠的問(wèn)題。因此，靜止衛(wèi)星在水利行業(yè)得到廣泛應(yīng)用還需要解決以下幾個(gè)問(wèn)題。

（1）提高衛(wèi)星穩(wěn)定性，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的持續(xù)穩(wěn)定獲取。我國(guó)的FY-2號(hào)還采用自旋穩(wěn)定姿態(tài)控制方式，衛(wèi)星運(yùn)行穩(wěn)定性差，數(shù)據(jù)噪點(diǎn)多，難以實(shí)時(shí)穩(wěn)定更新，改進(jìn)靜止衛(wèi)星姿態(tài)控制方式，提高傳感器靈敏度和穩(wěn)定性，是保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)高質(zhì)量持續(xù)穩(wěn)定傳輸?shù)挠行侄巍?/p>

（2）提高傳感器性能，滿足行業(yè)應(yīng)用精度要求，深化業(yè)務(wù)應(yīng)用。目前水利行業(yè)采用的靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)源大多空間分辨率和光譜分辨率較低，離行業(yè)應(yīng)用的精度要求尚有一定距離，另外，有效荷載種類過(guò)少，監(jiān)測(cè)范圍不足，相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域較窄，需加大高軌、高分辨率傳感器的研發(fā)投入，深化業(yè)務(wù)應(yīng)用，在保證靜止衛(wèi)星同步、大尺度觀測(cè)特性的同時(shí)，開(kāi)展新型傳感器的研究，擴(kuò)展監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，進(jìn)行精細(xì)化研究，提高傳感器觀測(cè)精度，保證行業(yè)應(yīng)用的可靠性。

（3）做好與傳統(tǒng)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的協(xié)同應(yīng)用。不管是單一靜止衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，還是傳統(tǒng)地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，都在反應(yīng)真實(shí)水利應(yīng)用狀況時(shí)存在優(yōu)缺點(diǎn)，做好和地面觀測(cè)數(shù)據(jù)同化處理，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)地面觀測(cè)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，才能提供更加全面、真實(shí)、精確地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（4）做好與高空間分辨率數(shù)據(jù)源的同化應(yīng)用。靜止衛(wèi)星可提供全天候、大尺度的遙感監(jiān)測(cè)資料，但不足之處是空間分辨率較低，數(shù)據(jù)精度有限，做好靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)與高空間分辨率遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的協(xié)同應(yīng)用，是保證數(shù)據(jù)精度的發(fā)展方向之一。

目前，靜止衛(wèi)星在水利方面的應(yīng)用還僅限于一些氣象水文信息、水旱災(zāi)害的初級(jí)監(jiān)測(cè)和水情的轉(zhuǎn)發(fā)，像水土流失、水環(huán)境狀況、灌溉面積監(jiān)測(cè)、水利工程監(jiān)測(cè)等更多水利信息的獲取應(yīng)用還不深入，并且由于應(yīng)用理論水平的限制，也不能完全滿足業(yè)務(wù)需求。但是，在高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率為代表的新型傳感器的研發(fā)和高穩(wěn)定姿態(tài)控制技術(shù)的發(fā)展下，隨著數(shù)據(jù)傳輸能力的提高、地面數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和高空間分辨率數(shù)據(jù)的同化技術(shù)的深入研究，靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)的應(yīng)用水平將不斷提高。近期，依托高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專項(xiàng)，我國(guó)將發(fā)射一顆高空間分辨率的光學(xué)靜止衛(wèi)星，將在衛(wèi)星姿態(tài)控制和傳感器物理指標(biāo)上有重大突破，會(huì)大幅提升靜止衛(wèi)星的空間監(jiān)測(cè)能力，為地表水體變化、水利工程運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)以及水旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警、突發(fā)水污染事件和其他突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)測(cè)提供更加全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，相信會(huì)更加深化靜止衛(wèi)星數(shù)據(jù)在水利行業(yè)的應(yīng)用水平。

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篇3

中圖分類號(hào)：P715.4+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）15-0160-01

近年來(lái)，隨著海洋經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，世界各國(guó)不斷出臺(tái)海洋法規(guī)與政策，積極投入到海洋創(chuàng)新體系的建設(shè)中。雖然我國(guó)在國(guó)家海洋中心建設(shè)、國(guó)家及地方海洋產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展、海洋科技創(chuàng)新管理體系和機(jī)制建設(shè)等方面已經(jīng)取得一些成績(jī)，但相比其他海洋大國(guó)和強(qiáng)國(guó)，我國(guó)的國(guó)家海洋創(chuàng)新體系建設(shè)和相關(guān)研究還處于初級(jí)階段，海洋對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的支撐還十分有限，為了整合現(xiàn)有海洋科技資源，打通海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略需求和海洋研究開(kāi)發(fā)的脈絡(luò)，建立富有活力和路徑創(chuàng)新突破能力的國(guó)家海洋創(chuàng)新體系，我們需要積極借鑒世界主要海洋國(guó)家的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

1 澳大利亞

澳大利亞是典型的海洋大國(guó)，作為國(guó)家創(chuàng)新體系的重要組成部分，海洋創(chuàng)新體系已經(jīng)發(fā)展比較成熟，并且被納入國(guó)家創(chuàng)新體系框架。澳大利亞海洋領(lǐng)域的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)包括氣候變化、海洋資源的可持續(xù)利用、維護(hù)海洋生物多樣性、沿海地區(qū)發(fā)展和國(guó)家安全五個(gè)方面。當(dāng)前專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的可持續(xù)利用和保護(hù)是澳大利亞國(guó)家創(chuàng)新的重點(diǎn)[1]。當(dāng)前，澳大利亞海洋創(chuàng)新也面臨一系列挑戰(zhàn)：海洋研發(fā)基礎(chǔ)設(shè)施不足；體制的發(fā)展和演變有待加強(qiáng)；海洋人才供應(yīng)不足；海洋產(chǎn)業(yè)面臨調(diào)整和轉(zhuǎn)變；海洋研發(fā)中的聯(lián)網(wǎng)與合作。

為了解決經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)方面的挑戰(zhàn)并且保護(hù)其海洋領(lǐng)土日本，澳大利亞需要以連貫性、綜合性和前瞻性的方式進(jìn)行海洋研發(fā)和創(chuàng)新。海洋研發(fā)和創(chuàng)新主要涉及知識(shí)生產(chǎn)、知識(shí)應(yīng)用、擴(kuò)散與吸收三方面。在澳大利亞創(chuàng)新周期的“知識(shí)生產(chǎn)”部門，發(fā)達(dá)的海洋研發(fā)占據(jù)重要一席。海洋研發(fā)主要通過(guò)政府資助的五個(gè)研究機(jī)構(gòu)（AIMS， CSIRO， BOM， GA和AAD）進(jìn)行，同時(shí)，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大學(xué)也參與其中。但是由于一些地區(qū)受到基礎(chǔ)設(shè)施和資源的約束，海洋研發(fā)的效益正不斷減少。在“知識(shí)應(yīng)用”方面，主要的海洋研發(fā)機(jī)構(gòu)及成果應(yīng)用者之間的協(xié)作已經(jīng)卓有成效。在特定領(lǐng)域內(nèi)（如政策、海洋預(yù)報(bào)、世界文物古跡區(qū)的管理和海洋資源的勘探等）海洋研發(fā)成果的吸收是非常高的，但是受到海洋環(huán)境的限制，很多仍處于未知或開(kāi)發(fā)不佳狀態(tài)。從海洋研發(fā)領(lǐng)域向其他組織和產(chǎn)業(yè)界進(jìn)行創(chuàng)新擴(kuò)散在某些領(lǐng)域是很普遍的，如海洋氣候、海洋保護(hù)區(qū)與西北大陸架的探索等。然而，在其他領(lǐng)域（如旅游、航運(yùn)、海洋休閑、海洋生物技術(shù)和海岸帶發(fā)展）海洋部門的分散性限制了創(chuàng)新的傳播與吸收。

2 美國(guó)

憑借優(yōu)越的海洋自然環(huán)境、強(qiáng)大的綜合國(guó)力，美國(guó)在海洋學(xué)、海洋政策和海洋管理領(lǐng)域一直處于世界領(lǐng)先地位，并且多次在海洋領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展中起到里程碑作用，為其海洋霸權(quán)戰(zhàn)略奠定了可靠基礎(chǔ)。美國(guó)著名的海洋科學(xué)研究機(jī)構(gòu)有太平洋海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室、大西洋海洋學(xué)與氣象學(xué)實(shí)驗(yàn)室、伍茲霍爾海洋研究所、斯克里普斯海洋研究所等，這些科研機(jī)構(gòu)擔(dān)負(fù)了美國(guó)海洋科技創(chuàng)新的重要使命，為海洋科技創(chuàng)新貢獻(xiàn)了巨大力量。

進(jìn)入21世紀(jì)，美國(guó)加快了海洋開(kāi)發(fā)與科技發(fā)展的步伐。美國(guó)海洋政策委員會(huì)于2004年提交的《21世紀(jì)海洋藍(lán)圖》和接下來(lái)的實(shí)施的《美國(guó)海洋行動(dòng)計(jì)劃》是對(duì)美國(guó)30多年海洋政策綜合評(píng)價(jià)、經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)，尤其是在加強(qiáng)海洋管理，調(diào)整海洋管理體制，增設(shè)高層次的國(guó)家海洋委員會(huì)，加強(qiáng)海洋行政主觀部門的職能；建立海洋政策信托基金，大幅度增加對(duì)海洋的資金投入；以及加強(qiáng)政府人員和公眾及學(xué)校的海洋意識(shí)教育等方面特別值得我國(guó)參考借鑒。2007年的“繪制美國(guó)未來(lái)10年海洋科學(xué)發(fā)展路線――海洋科學(xué)研究?jī)?yōu)先領(lǐng)域和實(shí)施戰(zhàn)略”指出，未來(lái)10年海洋科學(xué)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域包括：自然和文化的海洋資源管理；對(duì)自然災(zāi)害的恢復(fù)能力；海上作業(yè)；海洋氣候系統(tǒng)；海洋生態(tài)系統(tǒng)，海洋與人類健康[3]。

3 日本

日本是一個(gè)島國(guó)，專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)水域面積約為陸地面積的12倍。日本經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展高度依賴海洋，海洋產(chǎn)業(yè)加上臨海產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值占日本國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的一半，經(jīng)過(guò)多年的積累，日本在海洋開(kāi)發(fā)、科研和海上軍事力量方面已經(jīng)堪稱海洋強(qiáng)國(guó)。

面對(duì)資源環(huán)境約束的日益加大，日本在創(chuàng)新海洋體系建設(shè)方面也面臨巨大壓力。日本政府在海洋創(chuàng)新方面不斷進(jìn)行新的嘗試。從沿海50米水深的海域到離岸10千米的陸域日本，日本海洋利用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了空間集約發(fā)展，成為海洋空間利用程度最高的國(guó)家。政策法規(guī)方面，“21世紀(jì)日本海洋政策”提倡要堅(jiān)持海洋科學(xué)研究、海洋開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境保護(hù)平衡發(fā)展的原則執(zhí)行海洋政策。2004年日本第一部海洋白皮書(shū)，提出對(duì)海洋實(shí)施全面管理。2006年日本海洋政策研究財(cái)團(tuán)和日本海洋法研究會(huì)提交了《日本海洋政策大綱：以新的海洋立國(guó)為目標(biāo)》和《日本海洋基本法草案概要》，論述了在海洋問(wèn)題上日本應(yīng)選取的道路，提出海洋基本法的制定要以新的海洋立國(guó)為目標(biāo)。2007年4月，日本國(guó)會(huì)審議通過(guò)了《海洋基本法》。日本海洋法規(guī)的不斷出善和政策上的銜接，為海洋創(chuàng)新提供了有力保障。

近年來(lái)，日本的海洋研究創(chuàng)新比以往任何時(shí)期進(jìn)行著更為徹底的改變。在日本國(guó)家創(chuàng)新體系建設(shè)中，政府研發(fā)資金的60%以上資助給非大學(xué)科研機(jī)構(gòu)，而大學(xué)科研經(jīng)費(fèi)的百分之二十來(lái)自工業(yè)項(xiàng)目資助，產(chǎn)業(yè)研發(fā)的一小部分（2001年所占比例為1.4%）是由政府資助的，金融危機(jī)以后產(chǎn)業(yè)研發(fā)速度開(kāi)始放緩[5]。作為國(guó)家創(chuàng)新體系建設(shè)的重要組成部分，日本海洋科學(xué)研究由大學(xué)、政府部門及相關(guān)產(chǎn)業(yè)承擔(dān)。其中政府部門科研主要集中于海洋科學(xué)技術(shù)中心。該中心承擔(dān)者研究開(kāi)發(fā)、設(shè)施配給、知識(shí)培訓(xùn)和信息處理的職責(zé)。作為日本海洋領(lǐng)域的一個(gè)“問(wèn)題解決型”科研機(jī)構(gòu)，由日本國(guó)家財(cái)政支持建立的國(guó)家海洋研究所（NMRI）憑借在專業(yè)知識(shí)、研究設(shè)施和技術(shù)能力上的優(yōu)勢(shì)，為政府和社會(huì)提供高質(zhì)量的服務(wù)，包括擬定日本和國(guó)際的海洋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、保護(hù)海洋環(huán)境、創(chuàng)新海洋技術(shù)、確保海洋運(yùn)輸安全等。2010年是NMRI實(shí)施第二個(gè)中期計(jì)劃的最后一年（NMRI的中長(zhǎng)期戰(zhàn)略如圖1所示），作為對(duì)政府政策的緊密配合，NMRI在2010年的關(guān)鍵研究課題主要集中在溫室氣體的減排和排放標(biāo)準(zhǔn)制定、海上事故的技術(shù)分析、日本專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展、以及技術(shù)的轉(zhuǎn)移方面[6]小論文。為促進(jìn)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的合作交流，日本政府在許多地區(qū)建立了“創(chuàng)新集群”（innovative clusters）?！皠?chuàng)新集群”的設(shè)立旨在連接區(qū)域的創(chuàng)新參與者，這在很大程度上為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和就業(yè)機(jī)會(huì)的增加做出了貢獻(xiàn)。除了推動(dòng)產(chǎn)學(xué)互動(dòng)，“創(chuàng)新集群”也積極鼓勵(lì)當(dāng)?shù)仄髽I(yè)與分包商之間的合作。實(shí)踐證明，這種創(chuàng)新模式的實(shí)施已經(jīng)形成取得很好的效果。

4 總結(jié)