Dragen inntar scenen: ESA og Kina innleder felles jordovervåkning

Kinas størrelse og forskjelligartethet gjør at satellitter er særlig velegnede til å studere landet. Det 9,6 millioner kvadratkilometer store kinesiske territoriet strekker seg fra fjelltoppene i Himalaya til det tropiske lavlandet. Hvert femte nålevende menneske bor i Kina, som også har verdens nest største – og den hurtigst voksende – økonomi.

Drage-programmet ivaretas i fellesskap av ESA og det kinesiske Departementet for vitenskap og teknologi (MOST) og Kinas nasjonale fjernmålingssenter (NRSCC). Programmets formål er å fremme økt utnyttelse av ESAs romressurser i Kina og å oppmuntre til økt vitenskapelig samarbeid innenfor jordobservasjonsrelatert vitenskap og teknologi mellom Kina og Europa.

Drage-programmet ble satt i gang etter et møte i Paris i september 2003 mellom ESAs direktør Jean-Jacques Dordain og professor Xu Guahana, vitenskaps- og teknologiminister i Folkerepublikken Kina.

Tirsdag den 27. april startet et tre dager langt symposium i Xiamen, og dermed var initiativet innledet. De deltakende kinesisk-europeiske forskergruppene får selskap av lederen av ESAs jordobservasjonsprogram, professor Jose Achache, og NRSCCs visegeneraldirektør Zhang Guocheng.

"Fjernmålingsteknologien har en lang rekke potensielle bruksområder, så som vurdering og overvåkning av ressurser og respons til naturkatastrofer,” sier Guocheng. “ESA inntar en fordelaktig rolle på dette området, og Drage-programmet forventes å åpne nye samarbeidsområder for ESA og MOST og fremme utviklingen av anvendt fjernmåling i Kina."

I løpet av Drage-programmets treårige levetid skal data fra Envisat og andre satellitterfra ESA tas inn i forskjellige former for samarbeid mellom europeiske og kinesiske forskergrupper. Disse faller inn under tematiske områder som ESA og Kina har inngått avtale om, og dekker emner som risovervåkning og skogkartlegging, vurdering av vannressurser og flomvarsling, måling av luftkvalitet og ørkenspredning.

Professor Fabio Rocca fra Milano Politecnico i Italia er sammen med professor Deren Li fra Wuhan-universitetet forskningssjef på et prosjekt som skal måle landjordas nøyaktige topografi og bevegelse ved hjelp av radardata fra ESA. Syntetisk aperturradar (SAR) interferometri – InSAR – betyr at to eller flere radarbilder av samme punkt kombineres slik at det kan foretas meget nøyaktige målinger av landjordas bevegelser mellom forskjellige datainnsamlinger.

"Landsenkning er et problem mange steder i Kina," sier Rocca. "Europeiske teknologier kan foreta målinger med millimeters nøyaktighet til meget lave kostnader, noe som gjør dette temaet interessant for videre felles utvikling."

"Ved å arbeide sammen kan vi kombinere effektiviteten ved fjernmåling med inngående analyser av forholdene på landjorda og dermed utvikle protokoller for fortolkning av og rask reaksjon på nye data. Vi ønsker å utvikle verktøy som umiddelbart kan brukes til beskyttelse av befolkningen.”

"Drage-programmet som helhet er verdifullt fordi det muliggjør tettere kontakt med Kina, et gigantisk land med tusenvis av vitenskapelige eksperter, et velutviklet romprogram og der fjernmåling er en viktig faktor for hurtigere og sikrere utvikling."

Et utvekslingsprogram er allerede igangsatt der to studenter fra Det kinesiske skogbruksakademiet i Beijing studerer radarbaserte skogkartleggingsteknikker på ESAs European Space Research Institute (ESRIN) i Frascati i Italia.

En sjuendedel av Kinas samlede areal er skog. Radardata fra Envisats avanserte syntetiske aperturradarinstrument (ASAR) gjør det mulig å foreta en mer nøyaktig skogovervåkning ved hjelp av InSAR.

Når flere bilder kombineres på denne måten, blir skogkledte områder ikke-koherente på karakteristiske måter som gjør eksperter i stand til å klassifisere kronetakets høyde, tetthet og selv dets art.

Lignende radarbaserte teknikker vil bli brukt ved landbruks- og risovervåkning. Radarinstrumenter er særlig velegnet til det sistnevnte, fordi markene må oversvømmes under risens utplantings- og vekststadier og radarteknologien identifiserer oversvømte jordområder svært godt. Dessuten kan radar se gjennom skyene som hindrer sikten for optiske satellitter over risdyrkingsområder.

Førsteamanuensis Tan Bingxiang fra Det kinesiske skogbruksakademiet i Beijing arbeider som forskningsleder på risovervåkningsprosjektet sammen med dr. Thuy Le Toan fra Université Paul Sabatier i Toulouse.

"Sannsynligheten for å oppnå skyfrie optiske fjernovervåkningsdata er kun 1% i vekstsesongen i det sørlige Kina," påpeker Bingxiang. "Dette gjør det meget vanskelig å foreta sanntidsovervåkning av avlingens vekst og å vurdere risavkastningen."

"Derfor er fjernmåling med radar et klart valg som den mest velegnede datakilden for landbruksovervåkning og vurdering av avlingsutbytte."

Modeller for å forutsi risutbytte vil bli testet ved hjelp av inndata fra ASAR og multispektrale optiske data fra Envisats Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS).

Envisats Scanning Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Cartography (SCIAMACHY) skal også studere sesongbestemte variasjoner i metanutslipp fra oversvømte rismarker – nyttige data til å forbedre nøyaktigheten av klimaendringsmodeller.

Kinas landbruk er meget avhengig av den sørøstasiatiske monsunen, som hver sommer bringer livsviktig regn til landsbygda.

Professor Johnny Johannessen fra det norske Nansen senter for miljø og fjernmåling og professor Hui-Jun Wang fra Institutt for atmosfærisk fysikk ved Det kinesiske vitenskapsakademiet er forskningsledere på et prosjekt som skal studere monsunen og havvannet den oppstår fra som et sammenhengende system. Målet ved prosjektet er å forbedre muligheten til å overvåke og simulere de sammenarbeidende prosessene som danner Kinas sommermonsun.