高分一号卫星应用纪实:破空间和时间分辨率冲突
分类:中国军情

  “这是黑龙江省第一次全面运用卫星数据指导抗洪救灾,更是对高分一号的全面检验,实践证明它发挥了不可替代的作用。”高分一号卫星工程副总指挥、国防科工局重大专项工程中心主任王承文说。

  经过几百个不眠之夜,2013年4月26日,长征二号丁火箭载着高分辨率对地观测系统的首发星高分一号成功发射,顺利进入预定轨道。

  从海上溢油到核电厂温排水监测,从饮用水源保护地监测到面源污染监测,高分一号的业务应用将越来越广泛。作为高分一号卫星的主用户单位,环保部已将其作为水环境监测的重要手段。

  高分一号卫星配置了2台分辨率为2米全色/8米多光谱的高分辨率相机和4台分辨率为16米的多光谱中分辨率宽幅相机,需要实现中高分辨率和宽幅成像能力的结合,满足多种空间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据的需求。

  观天测地的“千里眼”

  “高分一号提供的专题信息产品是彩色的,更直观、更清晰、更明了。”在抗洪一线参与实际救援工作的黑龙江省水文局副局长杨广元感慨,“利用高分一号监测和评估灾情,定位准确,每个点都带有坐标和经纬,每天都能拿到更新的数据。”

  “在设计上,我们充分吸取了国土资源部、农业部、环保部等用户的需求。”高分一号卫星总设计师白照广表示。

  孙子曾说过:“知天知地,胜乃可全。”如今,高分一号卫星终于圆了中国人做了几千年的这个梦,这颗中国高分辨率对地观测系统的首发星,让古人所期盼的“千里慧眼”成为现实。

  “但遥感应用也存在着不尽如人意之处:自主卫星数据种类较单一、数据源较缺乏,信息源的应用还刚刚起步,国外卫星的数据资源难以满足与我国同步监测要求,必须考虑运行成本的可承受性。这些是制约遥感卫星应用的瓶颈。”高分一号卫星应用系统总师、中科院遥感与数字地球研究所副所长顾行发说。

  在高分专项工程原领导小组组长马兴瑞看来,高分卫星是百家星、百户星。“每颗卫星都是高价值的,如果应用搞不好,高分卫星等于没搞,更没有必要搞。”

  “对大空间范围来说,卫星遥感数据应用是唯一可行的环境变化监测手段。比如通过卫星遥感,我们发现30年间,我国湿地面积总体减少了33%,其中易被开垦为农田的内陆沼泽消失最快。”顾行发说,“后续,我们将利用高分一号具体分析湿地变化的主要驱动因素。”

  常年在一线从事赤潮监测的王兵介绍说,卫星监测的数据每天会传到国家环保部,更重要的是,可以根据几个月到几年的监测数据,比较不同区域蓝藻首次暴发时间、频率频度等因素,反推蓝藻的形成条件、变化趋势,帮助人们分析蓝藻治理工程是否取得成效。

  2010年5月,由国防科工局牵头组织实施,多部委参与的国家重大科技专项——高分专项工程全面启动实施。

  造福人类的“百家星”

  遥感卫星之所以神通广大,是因为它“站得高,看得远”,可以对资源进行宏观、综合、动态、快速的调查。

  4天看遍地球

  在农业领域,高分一号数据已广泛应用到作物面积监测、长势监测、估产、灾害监测、农业环境监测与评价、土壤监测等各个领域。人们只要一点鼠标,便可根据卫星遥感图的不同色彩,判断出田里小麦的品质。

  一般而言,空间分辨率和时间分辨率是一对“冤家”,通常需要牺牲一方来保证另一方的领先水平,但高分一号实现了二者的最优组合。

  卫星遥感监测最终是为应用服务。

  高分一号在设计寿命上刷新了低轨卫星平均3年的纪录,达到5至8年。只需要4天,它就能把地球完整地看一遍。它的空间分辨率达2米左右,这意味着从卫星上可以清楚地看到地面上的小汽车,甚至自行车。

  2013年8月,黑龙江流域遭遇了有水文记录以来最大的洪涝灾害。正处于测试阶段的高分一号,用自己的一双“慧眼”搏击风浪。

  据了解,今后,高分一号还将为农业、林业、地质、环境、城市规划等各个行业提供必要和准确的信息源。(记者丁佳 通讯员 刘昊元 邱学雷)

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