创新照亮进步路——2013年度国家科技奖获奖项目巡礼

科技进步一等奖“高分辨率卫星测绘和应用技术”——

让“千里眼”看得更精准

记者 赵展慧

2012年1月9日，资源三号卫星在我国太原卫星发射中心腾空而起，中国的民用高分辨率立体测图卫星实现了“零的突破”。

不到1个月，资源三号测绘卫星应用系统第一幅地形图产生：平面与高程精度都优于3米，测绘精度超过国外同类卫星。

此前，高分辨率卫星影像完全被国外垄断，我国1∶5万卫星测绘数据源基本依赖国外卫星。资源三号的成功应用，国外同类卫星数据的价格就大幅下降，从每平方公里40元降至6元。资源三号测绘卫星应用系统总工程师唐新明介绍，初步估算，这一项目已经为国家节省外汇4亿至6亿人民币。而更重要的是，这一技术跨越在维护国家安全上意义重大。

唐新明告诉记者，简单的说，资源三号卫星测绘就是对卫星拍摄的遥感影像进行检校、几何和辐射处理，使卫星这个千里眼“看”到的与实际地理情况尽可能地吻合。这个卫星测绘系统，就像是处于地面的“大脑”，对天上的“眼睛”看到的情景进行加工分析，哪里是山脉、河流、植被，形态如何，通过处理得到更精确的地球面貌。

“整个系统涉及数千项技术参数，任何一个参数的变化都会导致误差。”唐新明说。

由于卫星在发射过程中会受到运载火箭巨大的震动冲击，进入轨道后又处于太空环境，温度、压力会发生很大变化，引起卫星的有效载荷和技术参数发生变化。卫星指向偏了0.1度，地面精度就会影响800多米。

从2003年开始，唐新明带领着团队对相关难点技术展开了攻关研究，集中对卫星姿态、轨道、相机系统等卫星关键指标进行仿真技术攻关，建立了资源三号卫星影像的成像模型，首次在地面建立高分辨率的卫星几何检校场对模型的准确性进行验证，在接收到第一轨资源三号卫星数据后，即采用这个模型生产出了满足精度要求的影像产品。

项目最终达到了令人激动的测绘精度指标：无地面控制点条件下的测绘平面精度从原来的900米提高到10米，高程精度优于5米；稀少地面控制点条件下的测绘平面精度优于3米，高程精度优于2米，全面超过了1∶5万立体测图卫星设计指标，可用于1∶2.5万测图，甚至1∶1万部分地理信息的更新，总体上优于国外同类卫星的水平。

唐新明表示，目前资源三号应用系统基本实现业务化生产，能实现当天接收数据、当天完成处理，生产水平也已完全与国际接轨。为测绘、国土、地矿、水利等众多行业提供了5000万平方公里的影像，为全国1∶5万基础地理信息数据库更新工程、国家地理信息公共服务平台、全国首次地理国情普查等国家重大项目提供了1500万平方公里的影像。除日常应用之外，资源三号为四川芦山地震、云南火灾、黄岩岛事件等突发事件提供了数据支撑。

唐新明介绍，如今资源三号卫星应用更是走出国门，向美国、澳大利亚等30多个国家、地区提供了450万平方公里的影像数据。而在资源三号之后，我国计划用10年至15年时间建立测绘遥感卫星体系。目前3颗资源三号后续测绘卫星已纳入国家相关规划。期待这套测绘卫星应用系统将服务于更多的“千里眼”。

科技进步一等奖“中药安全性关键技术研究与应用”——

化解中药安全误解

庄颖娜 杜飞 蒋建科

传统中医药是中华民族智慧的结晶，然而中药药效成分的不确定性、配伍使用的多样性、作用机制复杂，使安全评价成为制约走向现代化和国际化的瓶颈。

这一状况有望得到改变。军事医学科学院高月研究员领衔，由浙江大学、解放军总医院、天津中医药大学、中国中医科学院、深圳微芯生物科技有限责任公司和河南中医学院多家单位科研人员组成的项目团队，充分吸收和运用系统生物学、生物信息学、分析化学等现代科学发展的技术，在中药安全性关键技术领域取得突破性进展。

几千年来，中医药在实践探索中，形成包括配伍禁忌在内的一些经典理论。“本草明言十八反，半蒌贝蔹芨攻乌，藻戟遂芫俱战草，诸参辛芍叛藜芦。”这首从宋元时期就广为流传的歌诀，提示了十八对“反药”的配伍禁忌。但其中有什么科学依据？为此，研究人员从物质基础和药物代谢酶角度进行了研究。

以人参与藜芦这对“冤家”为例。科研人员首先研究了二者“不相为谋”的物质基础。藜芦的毒性成分主要是以藜芦碱为代表的多种生物碱，当人参与藜芦合煎时，这些有毒生物碱的溶出增加，而人参皂苷等有用的药效成分溶出却减小。当采用不同的药物配比、煎煮方法和时间时，毒性成分析出会发生明显变化。因此，改变配伍比例、煎煮方法和时间，对药效有重要影响。

“我们还从分子生物学层面揭示了这些生物碱是怎样对人体产生毒性作用的。”高月说，进一步研究发现，原来有毒物质进入人体后，由一些药物代谢酶来代谢，代谢的产物各不相同，有些是有毒的，有些是没毒的。研究人员发现，少量人参能加剧藜芦的偏性，使其毒性明显增强，过量配伍，则可以掩盖藜芦的偏性，促使其毒性减弱。更为神奇的是，当人参与藜芦以特定比例配伍时，毒性竟然完全消失了。

高月介绍，研究团队揭示的“十八反”配伍“反”与“不反”的生物学机制，是我国最早、覆盖面最广的关于中药配伍禁忌的酶学机制研究。实验研究也得到了有力的临床佐证，为合理用药提供了重要依据。

中药注射剂作为一大创举曾为传统中医药的创新发展做出巨大贡献，却也因为严重的不良反应，制约了中药注射剂的发展。以鱼腥草注射液为例，其独特的抗菌效果，曾在2003年“非典”时期倍受追捧，然而好景不长，连续发生严重不良反应，2006年，被有关部门紧急叫停。

中药注射剂安全性研究成为日益紧迫的课题。中国中医科学院梁爱华带领科研团队对这一课题进行了集中攻关。他们发现，鱼腥草、生脉等10种注射液过敏性特点与真正的过敏反应不同，为“类过敏反应”，也就是说并非由于人体产生免疫抗体形成过敏反应，而只是缘于药物本身的刺激，如果能够合理控制剂量、降低输液速度，完全可以降低不良反应发生率。

此外，我国传统制剂中有些含有重金属药物，对于这类药物，国际上普遍以总砷、总汞量为标准评判，雄黄、朱砂被列入药物禁用黑名单。美国、加拿大、欧盟等将70种中药列入黑名单后，中药出口仅2001年就锐减1/4。

为了化解误解，项目团队还加强了毒性物质的基础研究。通过研究雄黄给药后脏器内无机砷和有机砷的分布和蓄积特点，研究人员发现雄黄砷在血液中分布和蓄积最高，揭示了其治疗白血病的可能机制。另外，雄黄中毒性大的无机砷在体内可以快速转变为毒性低的二甲基砷。科研人员进一步研究了量—时—毒关系，为合理确定雄黄的使用剂量和用药时间提供了科学依据。

高月表示，该项目的实施使人们对中药安全性的认识更为客观和深入，将促进中医药事业的健康可持续发展。