2024-11-30
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遙感衛(wèi)星技術(shù)作為一門綜合性科學(xué)技術(shù),融合了空間、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)通信和地學(xué)等多學(xué)科的成就,在當(dāng)今社會(huì)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
根據(jù)作為平臺(tái)的衛(wèi)星與地球的相對(duì)位置關(guān)系,可將衛(wèi)星分為靜止衛(wèi)星和極軌衛(wèi)星。靜止衛(wèi)星如靜止氣象衛(wèi)星、靜止通信衛(wèi)星等,相對(duì)地球靜止,能夠持續(xù)對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行觀測;極軌衛(wèi)星則在不同的軌道上運(yùn)行,能夠覆蓋更廣泛的區(qū)域。
此外,根據(jù)遙感傳感器所在平臺(tái)的不同,可以把遙感分為塔臺(tái)遙感、車載遙感、航空遙感和衛(wèi)星遙感等不同類型。衛(wèi)星遙感以人造衛(wèi)星為平臺(tái),具有觀測覆蓋范圍大、能進(jìn)行重復(fù)連續(xù)觀測、數(shù)據(jù)采集快、數(shù)據(jù)量大等優(yōu)勢。身處太空的 “制高點(diǎn)”,遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)覆蓋整個(gè)地球或指定的任何區(qū)域,使用敏感器能 “看” 到一片寬闊的區(qū)域;可以定期對(duì)同一個(gè)區(qū)域進(jìn)行周期性觀測,有利于監(jiān)測目標(biāo)的變化;可以通過地面站實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,對(duì)突出事件較為快速地做出反應(yīng);大范圍的觀測,可以收集大量農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、國土、環(huán)保、氣象等數(shù)據(jù),在土地資源、森林資源、地質(zhì)礦產(chǎn)資源、水利資源、農(nóng)作物估產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)等方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
中國在遙感衛(wèi)星技術(shù)方面取得了顯著成就。已經(jīng)成功發(fā)射了十六顆返回式衛(wèi)星,為資源、環(huán)境研究和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供了寶貴的空間圖像數(shù)據(jù),在中國國防建設(shè)中也起到了不可替代的作用。同時(shí),中國還先后建立了國家遙感中心、國家衛(wèi)星氣象中心、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心、衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心和中國遙感衛(wèi)星地面接收站等國家級(jí)遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu),以及一百六十多個(gè)省市級(jí)遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu)。
總之,遙感衛(wèi)星技術(shù)已成為推動(dòng)現(xiàn)代化建設(shè)的有力手段,在政治、經(jīng)濟(jì)、軍事和社會(huì)的眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
2010 年以前,我國衛(wèi)星以技術(shù)試驗(yàn)性單星為主,處于初步探索階段。1999 年,中巴地球資源衛(wèi)星 01 星成功發(fā)射,結(jié)束了我國沒有陸地資源衛(wèi)星的歷史,標(biāo)志著我國陸地遙感衛(wèi)星發(fā)展進(jìn)入探索階段。但受經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等條件限制,數(shù)據(jù)應(yīng)用程度不高,對(duì)國外數(shù)據(jù)的替代作用有限。
2010 年以來,我國陸地遙感衛(wèi)星迎來快速發(fā)展階段。隨著高分專項(xiàng)、陸海衛(wèi)星規(guī)劃、空基規(guī)劃的全面實(shí)施,實(shí)現(xiàn)了從科研試驗(yàn)型向業(yè)務(wù)應(yīng)用型轉(zhuǎn)變,有效載荷由單一光學(xué)向多類傳感器拓展,遙感衛(wèi)星由單系列向多系列發(fā)展,工作模式由單星工作向多星組網(wǎng)、多網(wǎng)協(xié)同轉(zhuǎn)變。
我國光學(xué)衛(wèi)星發(fā)展時(shí)間較長,技術(shù)較為成熟。資源一號(hào) 02C 星已在軌超期服役七年,是我國首顆自主高分辨率民用陸地業(yè)務(wù)衛(wèi)星,在土地資源、地質(zhì)礦產(chǎn)、地質(zhì)災(zāi)害與地質(zhì)環(huán)境等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用,并拓展至地方業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域。高分一號(hào)衛(wèi)星突破了高空間分辨率、大幅寬、多光譜與高時(shí)間分辨率結(jié)合的光學(xué)遙感技術(shù)。2 米 / 8 米光學(xué)衛(wèi)星星座、高分六號(hào)衛(wèi)星已組網(wǎng)運(yùn)行,可實(shí)現(xiàn) 11 天全球覆蓋、同一地區(qū) 1 天重訪,為多個(gè)領(lǐng)域提供精準(zhǔn)信息保障。
我國遙感產(chǎn)業(yè)的市場潛力巨大,商業(yè)遙感產(chǎn)業(yè)處于蓄勢待發(fā)的狀態(tài)。在政府性需求的帶動(dòng)下,遙感技術(shù)在土地利用、城市化及荒漠化監(jiān)測、災(zāi)害監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要作用,同時(shí)在精細(xì)農(nóng)業(yè)、環(huán)境評(píng)價(jià)、數(shù)字城市等新領(lǐng)域也有廣泛應(yīng)用前景。目前,國外衛(wèi)星在高分辨率商業(yè)遙感領(lǐng)域處于壟斷地位,歐美是商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)源地,占有全球大部分遙感影像市場。我國政府逐漸重視并扶持衛(wèi)星應(yīng)用遙感產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,將發(fā)展商業(yè)遙感衛(wèi)星列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)進(jìn)行專項(xiàng)支持,鼓勵(lì)開展衛(wèi)星遙感商業(yè)應(yīng)用模式創(chuàng)新,有望促進(jìn)我國未來商業(yè)遙感產(chǎn)業(yè)的長足發(fā)展。
地面遙感:把傳感器設(shè)置在地面平臺(tái)上,通常離地面不超過 150m,如車載、船載、手提、固定或活動(dòng)的高架平臺(tái)等。
航空遙感:把傳感器設(shè)置在航空器上,如氣球、航模、飛機(jī)及其他航空器等。其特點(diǎn)是靈活、影像清晰、分辨率高,還可做各種遙感實(shí)驗(yàn)和校正工作,但飛行器受氣候影響較大。
臨近空間遙感:把傳感器裝置在臨近空間活動(dòng)的飛行器上。臨近空間位于飛機(jī)所能到達(dá)的最高位置和低軌道衛(wèi)星軌道之間,海拔 20 - 100km。臨近空間飛行器與航空、空間平臺(tái)相比具有明顯優(yōu)勢,與航空平臺(tái)相比,覆蓋范圍更寬、可長時(shí)間留駐、生存能力強(qiáng);與空間軌道平臺(tái)相比,分辨率更高且針對(duì)特定地區(qū)覆蓋探測。此外,臨近空間大氣平穩(wěn),適合電磁波傳播。臨近空間飛行器有高空氣球、飛艇、空天飛機(jī)和高速無人機(jī)等。
航天遙感:把傳感器設(shè)置在航天器上,如人造衛(wèi)星、宇宙飛船、空間實(shí)驗(yàn)室等。優(yōu)點(diǎn)是成像高度高、宏觀性好、可重復(fù)觀測,平臺(tái)不受天氣、地形和國界等自然因素和條件的限制;缺點(diǎn)是平臺(tái)機(jī)動(dòng)性較差。
宇宙遙感:主要探測宇宙中的天體和其他物質(zhì),如探測月球和火星表面的照片。
地球遙感:對(duì)地球和地球上的物體進(jìn)行探測的遙感,包括資源遙感和環(huán)境遙感。資源遙感以地球資源為調(diào)查研究對(duì)象,利用遙感信息勘測地球資源成本低、速度快,能減少勘測投資的盲目性。環(huán)境遙感是利用各種遙感技術(shù)對(duì)自然與社會(huì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測或做出評(píng)價(jià)與預(yù)報(bào)的統(tǒng)稱,能為環(huán)境監(jiān)測、評(píng)價(jià)和預(yù)報(bào)提供可靠依據(jù)。
紫外遙感:利用紫外波段進(jìn)行地物探測,波段范圍為 0.05 - 0.38μm。地球表面的一些材料通過紫外輻射可發(fā)出可見光照射。
可見光 / 反射紅外遙感:利用可見光波段、紅外波段和短波紅外波段進(jìn)行探測,波段范圍為 0.38 - 2.5μm。其中 0.38 - 0.76μm 是人眼可見波段,0.76 - 2.5μm 為反射紅外波段,可通過特殊遙感器接收信息,如高光譜遙感和超光譜遙感。輻射源是太陽,可根據(jù)地物反射率差異獲取相關(guān)信息,能用攝影方式和掃描方式對(duì)觀測區(qū)域成像。
熱紅外遙感:利用中、遠(yuǎn)紅外波段進(jìn)行地物探測,波段范圍為 2.5 - 1000μm。通過紅外敏感元件探測物體熱輻射能量,顯示目標(biāo)輻射溫度或熱場圖像。在常溫(約 300K)下,地物熱輻射的絕大部分能量位于此波段,熱紅外遙感具有晝夜工作能力。
微波遙感:利用微波波段進(jìn)行地物探測,波段范圍為 1 - 1000mm。通過接收地物發(fā)射的微波輻射能量或遙感儀器本身發(fā)出的電磁波束的回波信號(hào),對(duì)地物進(jìn)行探測、識(shí)別和分析。具有對(duì)云層、地表植被、松散沙層和干燥冰雪有一定穿透能力,能全天候工作的特點(diǎn)。
主動(dòng)式遙感:通過傳感器主動(dòng)發(fā)射電磁波,然后接收地物反射回來的電磁波進(jìn)行探測。
按應(yīng)用目的和意圖不同,可分為環(huán)境遙感、城市遙感、農(nóng)業(yè)遙感、海洋遙感、地質(zhì)遙感、林業(yè)遙感、氣象遙感、災(zāi)害監(jiān)測遙感、空間遙感和軍事遙感等。
探測范圍廣:航攝飛機(jī)高度可達(dá) 10km 左右;陸地衛(wèi)星軌道高度達(dá)到 910km 左右。一張陸地衛(wèi)星圖像覆蓋的地面范圍達(dá)到 3 萬多平方千米,約相當(dāng)于我國海南島的面積。我國只要 600 多張左右的陸地衛(wèi)星圖像就可以全部覆蓋。
獲取資料的速度快、周期短:實(shí)地測繪地圖,要幾年、十幾年甚至幾十年才能重復(fù)一次;以陸地衛(wèi)星 4、5 為例,每 16 天可以覆蓋地球一遍。
方法多,獲取的信息量大:用不同的波段和不同的遙感儀器,取得所需的信息;不僅能利用可見光波段探測物體,而且能利用人眼看不見的紫外線、紅外線和微波波段進(jìn)行探測;不僅能探測地表的性質(zhì),而且可以探測到目標(biāo)物的一定深度;微波波段還具有全天候工作的能力。以四波段陸地衛(wèi)星多光譜掃描圖像為例,像元點(diǎn)的分辨率為 79×57m,每一波段含有 7600000 個(gè)像元,一幅標(biāo)準(zhǔn)圖像包括四個(gè)波段,共有 3200 萬個(gè)像元點(diǎn)。
用途廣、效益高:遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)礦產(chǎn)、水文、氣象、地理、測繪、海洋研究、軍事偵察及環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。
信息源:信息源是遙感需要對(duì)其進(jìn)行探測的目標(biāo)物。任何目標(biāo)物都具有反射、吸收、透射及輻射電磁波的特性,當(dāng)目標(biāo)物與電磁波發(fā)生相互作用時(shí)會(huì)形成目標(biāo)物的電磁波特性,這就為遙感探測提供了獲取信息的依據(jù)。
信息的獲?。旱匚锟臻g信息主要由搭載在遙感平臺(tái)上的傳感器來獲取。傳感器是接收、記錄地物電磁波特征的儀器,主要有掃描儀、雷達(dá)、攝影機(jī)、攝像機(jī)、光譜輻射計(jì)等。遙感平臺(tái)是裝載傳感器并能使其正常工作的工具,主要有地面平臺(tái)、空中平臺(tái)、空間平臺(tái)。
信息的記錄和傳輸:傳感器接收到目標(biāo)地物的電磁波信息,記錄在數(shù)字介質(zhì)或膠片上。膠片由人或回收艙送至地面回收(航空 / 近地面遙感數(shù)據(jù));數(shù)字介質(zhì)上的信息可通過衛(wèi)星上的微波天線傳輸給地面衛(wèi)星接收站(航天遙感數(shù)據(jù))。
遙感信息處理:通過各種技術(shù)手段對(duì)遙感探測所獲得的信息進(jìn)行處理,目的是確保遙感信息應(yīng)用的質(zhì)量和精度,充分發(fā)揮遙感信息的應(yīng)用潛力。包括為消除探測中的各種干擾和影響,使信息更加準(zhǔn)確可靠而進(jìn)行的各種校正(輻射校正、幾何校正)處理;為使所獲遙感圖像更清晰,便于識(shí)別和判讀,提取信息而進(jìn)行的各種增強(qiáng)處理。
遙感衛(wèi)星技術(shù)在社會(huì)公益需求方面發(fā)揮著重要作用。在土地利用方面,能夠?qū)ν恋刭Y源進(jìn)行監(jiān)測,包括城市化進(jìn)程中的土地變化以及荒漠化的發(fā)展情況。通過衛(wèi)星遙感,可以及時(shí)掌握土地利用的動(dòng)態(tài)變化,為城市規(guī)劃和土地資源管理提供科學(xué)依據(jù)。例如,利用遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)可以監(jiān)測城市擴(kuò)張的速度和方向,合理規(guī)劃城市建設(shè),避免盲目擴(kuò)張帶來的資源浪費(fèi)和環(huán)境問題。同時(shí),對(duì)于荒漠化地區(qū),能夠準(zhǔn)確監(jiān)測荒漠化的范圍和程度,為荒漠化治理提供數(shù)據(jù)支持。
在可再生資源監(jiān)測方面,遙感衛(wèi)星對(duì)農(nóng)作物、森林等資源的監(jiān)測和評(píng)估至關(guān)重要。對(duì)于農(nóng)作物,能夠監(jiān)測其長勢、病蟲害情況以及估算產(chǎn)量。據(jù)統(tǒng)計(jì),利用遙感技術(shù)對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行監(jiān)測和估產(chǎn),誤差可控制在較小范圍內(nèi)。例如,在某些地區(qū),通過遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)作物生長狀況進(jìn)行分析,提前預(yù)測產(chǎn)量,為農(nóng)產(chǎn)品市場的穩(wěn)定供應(yīng)提供了保障。對(duì)于森林資源,遙感衛(wèi)星可以監(jiān)測森林覆蓋率的變化、森林火災(zāi)以及病蟲害等情況。及時(shí)發(fā)現(xiàn)森林火災(zāi)隱患,為森林資源的保護(hù)和管理提供有力支持。
在災(zāi)害與環(huán)境監(jiān)測方面,遙感衛(wèi)星能夠?qū)ψ匀粸?zāi)害如洪水、地震、臺(tái)風(fēng)等進(jìn)行監(jiān)測,為災(zāi)害預(yù)警和救援提供重要信息。例如,在洪水災(zāi)害中,遙感衛(wèi)星可以快速監(jiān)測受淹區(qū)域的范圍,為救災(zāi)物資的分配提供準(zhǔn)確依據(jù)。同時(shí),對(duì)環(huán)境監(jiān)測也具有重要意義,能夠監(jiān)測大氣污染、水污染等情況,為環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。
高空間分辨率圖像數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)的緊密結(jié)合,在商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊的市場前景。在未來的城市規(guī)劃中,能夠提供詳細(xì)的地理信息和空間數(shù)據(jù),為城市的合理布局和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供決策依據(jù)。預(yù)計(jì)每年會(huì)有 14% 左右的增長率。隨著衛(wèi)星數(shù)據(jù)的不斷增加和小型廉價(jià)工作站、圖像處理系統(tǒng)及軟件的發(fā)展,相關(guān)的空間信息服務(wù)公司也大大增加。由此形成的增值收益是衛(wèi)星圖像銷售收益的六倍。這充分說明了衛(wèi)星遙感的商業(yè)化是推動(dòng)衛(wèi)星遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的重要?jiǎng)恿χ弧?
例如,在房地產(chǎn)行業(yè),高分辨率的遙感圖像結(jié)合地理信息系統(tǒng),可以為開發(fā)商提供土地利用情況、周邊環(huán)境等信息,幫助他們做出更明智的投資決策。在工程評(píng)估方面,能夠?qū)Φ缆贰⒔ㄖこ痰倪x址進(jìn)行分析,評(píng)估潛在的風(fēng)險(xiǎn)和影響,提高工程的安全性和可行性。
氣象衛(wèi)星在農(nóng)作物估產(chǎn)、漁業(yè)資源探測、災(zāi)害面積估計(jì)等方面展現(xiàn)出獨(dú)特的本領(lǐng)。在農(nóng)作物估產(chǎn)方面,早在二十多年前,美國為了研究國際市場的小麥價(jià)格,在麥?zhǔn)涨皟蓚€(gè)月,利用衛(wèi)星對(duì)前蘇聯(lián)小麥進(jìn)行了測算,認(rèn)為蘇聯(lián)產(chǎn)量約為 9140 萬噸,結(jié)果后來進(jìn)行核對(duì),誤差不到 1%。在我國,1991 年江淮地區(qū)發(fā)生特大洪水時(shí),江蘇省氣象局農(nóng)業(yè)氣象中心利用接收到的氣象衛(wèi)星資料,估計(jì)出江蘇省受淹農(nóng)田面積為 53.3 萬公頃。江蘇省民政廳參考這個(gè)遙感結(jié)果來分發(fā)救災(zāi)款物。
在漁業(yè)資源探測方面,氣象衛(wèi)星能夠?qū)Q蟓h(huán)境進(jìn)行監(jiān)測,顯示出漁業(yè)資源的分布情況。通過對(duì)海洋溫度、葉綠素含量等參數(shù)的監(jiān)測,可以推斷出魚類的活動(dòng)區(qū)域和數(shù)量,為漁業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)。
在災(zāi)害面積估計(jì)方面,氣象衛(wèi)星能夠快速準(zhǔn)確地監(jiān)測自然災(zāi)害的影響范圍。例如,在臺(tái)風(fēng)、洪水等災(zāi)害發(fā)生后,通過衛(wèi)星圖像可以及時(shí)確定受災(zāi)區(qū)域的面積,為災(zāi)害評(píng)估和救援工作提供重要依據(jù)。
高分一號(hào)于 2013 年 4 月 26 日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。它突破了高空間分辨率、多光譜與高時(shí)間分辨率結(jié)合的光學(xué)遙感技術(shù),多載荷圖像拼接融合技術(shù),高精度高穩(wěn)定度姿態(tài)控制技術(shù),5 - 8 年壽命高可靠低軌衛(wèi)星技術(shù),高分辨率數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù),推動(dòng)我國衛(wèi)星工程水平的提升,提高我國高分辨率數(shù)據(jù)自給率。高分一號(hào)能夠?qū)崿F(xiàn)圖像寬度 800 千米的寬幅成像,單像元精度可達(dá) 2m,在土地資源、森林資源、地質(zhì)礦產(chǎn)資源、水利資源、農(nóng)作物估產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)等方面發(fā)揮著重要作用。
高分二號(hào)于 2014 年 8 月 19 日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,是我國自主研制的首顆空間分辨率優(yōu)于 1 米的民用光學(xué)遙感衛(wèi)星。搭載有兩臺(tái)高分辨率 1 米全色、4 米多光譜相機(jī),具有亞米級(jí)空間分辨率、高定位精度和快速姿態(tài)機(jī)動(dòng)能力等特點(diǎn),有效地提升了衛(wèi)星綜合觀測效能,達(dá)到了國際先進(jìn)水平。高分二號(hào)在國土資源調(diào)查、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域表現(xiàn)出色。
高分三號(hào)于 2016 年 8 月 10 日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空,是我國首顆分辨率達(dá)到 1 米的 C 頻段多極化合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星。顯著提升了我國對(duì)地遙感觀測能力,是高分專項(xiàng)工程實(shí)現(xiàn)時(shí)空協(xié)調(diào)、全天候、全天時(shí)對(duì)地觀測目標(biāo)的重要基礎(chǔ)。高分三號(hào)具有全天時(shí)、全天候成像的特點(diǎn),不受光照、云層和天氣的約束與影響,在災(zāi)害監(jiān)測、海洋觀測等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。
高分四號(hào)于 2015 年 12 月 29 日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。高分四號(hào)衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星,具備較高空間分辨率、載荷類型多、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、幅寬范圍大、成像迅速等特點(diǎn),可在災(zāi)害前期預(yù)警、災(zāi)時(shí)輔助決策等業(yè)務(wù)開展上提供重要支撐。能以分鐘級(jí)、甚至以秒級(jí)間隔進(jìn)行高頻率拍攝,對(duì)某一區(qū)域進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視。
高分五號(hào)于 2018 年 5 月 9 日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,它填補(bǔ)了國產(chǎn)衛(wèi)星無法有效探測區(qū)域大氣污染氣體的空白,可滿足環(huán)境綜合監(jiān)測等方面的迫切需求,是中國實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率對(duì)地觀測能力的重要標(biāo)志。在環(huán)境監(jiān)測、大氣污染防治等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
高分六號(hào)于 2018 年 6 月 2 日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,是一顆低軌光學(xué)遙感衛(wèi)星,也是我國首顆精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)觀測的高分衛(wèi)星,具有高分辨率和寬覆蓋相結(jié)合特點(diǎn)。其圖像數(shù)據(jù)主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和減災(zāi)業(yè)務(wù)領(lǐng)域,兼顧環(huán)保、國安和住建等應(yīng)用需求。為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)資源管理和減災(zāi)救災(zāi)提供有力支持。
高分七號(hào)于 2019 年 11 月 3 日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,是我國首顆民用亞米級(jí)光學(xué)傳輸型立體測繪衛(wèi)星。它搭載了雙線陣立體相機(jī)、激光測高儀等有效載荷,突破了亞米級(jí)立體測繪相機(jī)技術(shù),能夠獲取高空間分辨率光學(xué)立體觀測數(shù)據(jù)和高精度激光測高數(shù)據(jù)。在國土測繪、城市規(guī)劃、重大工程建設(shè)等方面具有重要應(yīng)用價(jià)值。
高分系列衛(wèi)星為國家政治、外交、公共安全以及農(nóng)業(yè)、災(zāi)害、資源、環(huán)境等重大問題提供決策支持,對(duì)保障國家安全、增強(qiáng)綜合國力具有重大戰(zhàn)略意義。高分辨率對(duì)地觀測系統(tǒng)的建設(shè)使我國躋身于世界對(duì)地觀測強(qiáng)國行列,是建設(shè)我國 “數(shù)字國土”“數(shù)字戰(zhàn)場”“數(shù)字農(nóng)業(yè)” 等不可或缺的關(guān)鍵系統(tǒng)。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,高分辨率衛(wèi)星遙感圖像的獲取能力將持續(xù)提高。高分辨率能夠更精細(xì)地捕捉地物的形態(tài)特征和變化信息,為城市規(guī)劃、土地資源調(diào)查、交通管理等方面提供更高精度的地理信息。例如,未來的高分辨率衛(wèi)星可能實(shí)現(xiàn)亞厘米級(jí)的空間分辨率,使得對(duì)建筑物細(xì)節(jié)、道路標(biāo)線等微小地物的識(shí)別更加準(zhǔn)確。同時(shí),高分辨率圖像也將在環(huán)境監(jiān)測、資源管理等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用,如對(duì)森林中的樹木種類進(jìn)行更精確的識(shí)別,對(duì)礦產(chǎn)資源的分布進(jìn)行更細(xì)致的勘查。
多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融合技術(shù)將日益成熟。通過融合不同來源、不同時(shí)間分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),如光學(xué)、雷達(dá)、高光譜等數(shù)據(jù),可以提高對(duì)地物識(shí)別和分類的準(zhǔn)確性。這種融合技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多角度、全方位的地理信息獲取,提高對(duì)地物細(xì)節(jié)特征的捕捉能力和空間分辨率。例如,將光學(xué)衛(wèi)星的高分辨率彩色圖像與雷達(dá)衛(wèi)星的全天候成像能力相結(jié)合,可以在惡劣天氣條件下也能準(zhǔn)確監(jiān)測地表變化。同時(shí),多源數(shù)據(jù)融合還將促進(jìn)不同領(lǐng)域的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同應(yīng)用,為跨學(xué)科研究和綜合決策提供更豐富的信息支持。
人工智能與遙感技術(shù)的結(jié)合將更加緊密。一方面,衛(wèi)星上增加人工智能模塊,為衛(wèi)星裝上擁有數(shù)據(jù)解譯能力的智能大腦,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的在軌實(shí)時(shí)處理和分析。另一方面,地面建立人工智能大模型,基于深度學(xué)習(xí)智能處理遙感衛(wèi)星影像,提高數(shù)據(jù)處理的效率和解譯的準(zhǔn)確性。例如,在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,人工智能可以取代人力勾繪農(nóng)作物地塊,快速完成耕地識(shí)別,工作效率相比人工作業(yè)提升數(shù)十倍。在災(zāi)害監(jiān)測方面,人工智能遙感技術(shù)可以自動(dòng)分析施工場地的進(jìn)展情況,為城市規(guī)劃和管理提供科學(xué)依據(jù)。未來,隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展,遙感衛(wèi)星將變得越來越 “聰明”,為各行業(yè)提供更加智能化的服務(wù)。
農(nóng)業(yè)衛(wèi)星遙感市場正從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向 AI 智能驅(qū)動(dòng)。我國政府加快推動(dòng)農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)和農(nóng)業(yè)金融的發(fā)展,促進(jìn)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)中的應(yīng)用。未來,農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理需求對(duì)衛(wèi)星遙感技術(shù)的需求將越來越強(qiáng)烈,高分辨率影像、多光譜與高光譜影像、實(shí)時(shí)監(jiān)測與數(shù)據(jù)共享平臺(tái)以及人工智能與大數(shù)據(jù)分析等方面的發(fā)展將成為重要趨勢。例如,通過多源數(shù)據(jù)融合和人工智能技術(shù),可以自動(dòng)識(shí)別作物病蟲害、評(píng)估作物生長狀況和產(chǎn)量,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高效管理和優(yōu)化。同時(shí),衛(wèi)星遙感技術(shù)或?qū)⒀葑優(yōu)槎ㄖ苹?wù)平臺(tái),整合多源數(shù)據(jù),為農(nóng)業(yè)管理者提供更個(gè)性化、全面的決策支持。
遙感衛(wèi)星技術(shù)將與其他技術(shù)不斷融合創(chuàng)新。例如,與北斗定位技術(shù)融合,實(shí)現(xiàn)更泛在、更融合、更智能的室內(nèi)外一體化位置服務(wù)。與激光雷達(dá)技術(shù)融合,面向物理空間數(shù)字化應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)高精度的三維掃描和實(shí)時(shí)物理空間數(shù)字化模型構(gòu)建。同時(shí),隨著星網(wǎng)、多媒體星座等國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),基于高速互聯(lián)、高性能計(jì)算衛(wèi)星的天基智能時(shí)代即將來臨,衛(wèi)星遙感技術(shù)將在天基智能系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。此外,遙感技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的深度融合,將提高遙感數(shù)據(jù)的處理效率和分析能力,為各行業(yè)提供更加高效、精準(zhǔn)的服務(wù)。
河北省衛(wèi)星中心針對(duì)河北省 86 個(gè)山水林湖生態(tài)修復(fù)治理試點(diǎn)工程項(xiàng)目的工程進(jìn)度、質(zhì)量和效果進(jìn)行了衛(wèi)星遙感監(jiān)測。完成野外核查 180 處,為管理部門科學(xué)決策提供了有力支持。通過衛(wèi)星遙感,能夠清晰地觀測到濕地生態(tài)恢復(fù)工程的進(jìn)展情況,對(duì)生態(tài)修復(fù)治理工作起到了重要的監(jiān)督和評(píng)估作用。
山西省衛(wèi)星中心充分利用遙感技術(shù)手段,開展了全省別墅分布衛(wèi)星遙感監(jiān)測排查。共排查出 5 類保護(hù)區(qū)內(nèi)別墅及疑似別墅 467 處,其中別墅 100 處,疑似別墅 367 處。建立了監(jiān)管平臺(tái),整合線上、線下資源,對(duì)別墅解譯結(jié)果逐一進(jìn)行排查,并建立了詳細(xì)臺(tái)賬。監(jiān)測成果為山西省別墅專項(xiàng)整治工作提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
利用 15 米衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),采用人機(jī)交互解譯方法,完成了 2000 年和 2015 年中國范圍山地冰川遙感解譯制圖與變化信息提取。相關(guān)成果為全球水資源和氣候變化研究、災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等提供了準(zhǔn)確參考。通過對(duì)冰川的監(jiān)測,可以了解冰川的面積、體積和儲(chǔ)量變化情況,為冰川保護(hù)和生態(tài)環(huán)境研究提供重要數(shù)據(jù)。
除了上述典型案例,遙感衛(wèi)星在多個(gè)領(lǐng)域也發(fā)揮了重要作用。例如,在黑龍江,2019 年農(nóng)作物受水災(zāi)影響,黑龍江省衛(wèi)星中心與保險(xiǎn)公司合作,利用衛(wèi)星遙感技術(shù)計(jì)算耕地水災(zāi)面積和程度,提升了農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)理賠服務(wù)的專業(yè)化、規(guī)范化和科學(xué)化水平。在上海,為實(shí)現(xiàn)早發(fā)現(xiàn)、早整治水生植物,降低綜合治理成本,上海市衛(wèi)星中心通過多源高分辨率衛(wèi)星和水上視頻定點(diǎn)監(jiān)控等技術(shù)手段,結(jié)合遙感大數(shù)據(jù)分析和人工智能算法,為水生植物綜合治理提供了決策依據(jù)。在江蘇響水爆炸災(zāi)害應(yīng)急中,江蘇省衛(wèi)星中心利用衛(wèi)星影像對(duì)爆炸災(zāi)前、災(zāi)后進(jìn)行對(duì)比分析,確定了爆炸位置、影響范圍等,為搶險(xiǎn)救援和指揮決策提供了保障。在浙江 “利奇馬” 臺(tái)風(fēng)監(jiān)測中,浙江省衛(wèi)星中心利用高分衛(wèi)星的災(zāi)前災(zāi)后遙感數(shù)據(jù),開展沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)災(zāi)害遙感監(jiān)測,為災(zāi)情統(tǒng)計(jì)和災(zāi)后重建提供了決策參考。在福建領(lǐng)導(dǎo)干部自然資源資產(chǎn)離任審計(jì)中,福建省衛(wèi)星中心利用衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)開展自然資源資產(chǎn)審計(jì)技術(shù)服務(wù),為審計(jì)工作提供了有力支持。在湖南水域岸線動(dòng)態(tài)監(jiān)測中,湖南省衛(wèi)星中心基于衛(wèi)星遙感影像,對(duì) “四水” 干流、洞庭湖水域范圍和涉岸工程的變化情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測,為 “清四亂” 專項(xiàng)行動(dòng)和水資源管護(hù)提供了客觀依據(jù)。在廣東季度土地礦產(chǎn)遙感監(jiān)測中,通過運(yùn)用先進(jìn)遙感技術(shù)手段,形成了高精度、高頻次、全覆蓋的土地礦產(chǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了自然資源執(zhí)法監(jiān)察工作的科學(xué)化、信息化與精準(zhǔn)化。在廣西礦山環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測中,為筑牢長江上游生態(tài)安全屏障提供了科學(xué)可靠的技術(shù)支撐。
總之,遙感衛(wèi)星技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例充分展示了其強(qiáng)大的監(jiān)測和評(píng)估能力,為科學(xué)決策和社會(huì)發(fā)展提供了重要的數(shù)據(jù)支持和技術(shù)保障。返回搜狐,查看更多