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關(guān)鍵詞:衛(wèi)星遙感影像;國(guó)土資源;管理與調(diào)查
0.引言
加強(qiáng)土地管理,合理保護(hù)耕地是我國(guó)的基本國(guó)策。隨著國(guó)土資源調(diào)查技術(shù)的創(chuàng)新,衛(wèi)星遙感技術(shù)開(kāi)始活躍于國(guó)土資源調(diào)查領(lǐng)域,國(guó)土調(diào)查工作主要包括土地開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、土地利用執(zhí)行情況和土地變更使用等內(nèi)容的調(diào)查,衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)成為最便利的國(guó)土調(diào)查手段,所以調(diào)查部門(mén)要加大應(yīng)用力度,提升遙感技術(shù)的利用率,為國(guó)土調(diào)查領(lǐng)域的發(fā)展注入全新的活力。
1.衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用與國(guó)土資源的現(xiàn)狀
衛(wèi)星遙感技術(shù)在我國(guó)國(guó)土資源管理和調(diào)查中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,水平也在慢慢提高。但是隨著遙感技術(shù)的提升,它在國(guó)土資源中的應(yīng)用弊端漸漸突顯出來(lái)了,比如國(guó)土資源的遙感監(jiān)測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)比較落后、遙感衛(wèi)星的緊急監(jiān)測(cè)技術(shù)不夠先進(jìn)和遙感衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源不夠充足等等[1]。所以遙感技術(shù)的應(yīng)用還無(wú)法得到確切的保障,為了解決這個(gè)問(wèn)題,我國(guó)正在加強(qiáng)衛(wèi)星遙感系統(tǒng)的信息化建設(shè),而且已經(jīng)收到了一定的成效。國(guó)土資源調(diào)查管理工作涉及到很多領(lǐng)域,主要包含測(cè)繪、土地調(diào)查和礦產(chǎn)資源調(diào)查等,國(guó)土資源管理部門(mén)是這項(xiàng)工作的主要負(fù)責(zé)部門(mén),隨著土地管理被納入政府宏觀(guān)調(diào)控隊(duì)伍中,國(guó)土資源調(diào)查和管理工作受到各界廣泛關(guān)注。在地政和礦政中應(yīng)用遙感技術(shù),不僅可以為這兩項(xiàng)工作提供技術(shù)支持,還可以提升數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。衛(wèi)星遙感技術(shù)是應(yīng)用也成為國(guó)土資源工作提升效率和質(zhì)量的一個(gè)途徑,而且為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了大量的技術(shù)服務(wù)。衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用于國(guó)土資源主要是通過(guò)建立衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)信息庫(kù)、構(gòu)建國(guó)土資源平臺(tái)和衛(wèi)星信息化平臺(tái)。衛(wèi)星信息化平臺(tái)主要包含了綜合監(jiān)管信息平臺(tái)和l星數(shù)據(jù)庫(kù)的建立,這樣就可以及時(shí)向國(guó)家部門(mén)提供監(jiān)測(cè)信息。建設(shè)衛(wèi)星遙感信息化平臺(tái),不僅可以促進(jìn)陸地上的衛(wèi)星發(fā)展,還可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星資源的整合,從而滿(mǎn)座國(guó)土資源安全管理的要求。
2.衛(wèi)星遙感影像在國(guó)土資源管理與調(diào)查中的應(yīng)用
2.1衛(wèi)星遙感影像應(yīng)用于土地變更
國(guó)土資源部門(mén)能夠根據(jù)資源調(diào)查對(duì)數(shù)據(jù)的要求,從而加快調(diào)查步伐,利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)對(duì)土地變更進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。經(jīng)歷了第二次土地資源調(diào)查以后,我國(guó)已經(jīng)有許多省份都建設(shè)了全面覆蓋的土地監(jiān)測(cè)室。衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用,可以有效地反映出國(guó)土利用的變化,收集的數(shù)據(jù)主要是作為土地使用變更的證據(jù)。土地變更的主要調(diào)查對(duì)象是新增的建筑用地和復(fù)墾耕地等,從而能夠更好地開(kāi)展土地管理工作,通過(guò)衛(wèi)星遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)管,擴(kuò)大土地利用的深度和廣度,提升數(shù)據(jù)資源的利用率,為國(guó)家對(duì)土地進(jìn)行宏觀(guān)調(diào)控提供保障[2]。
2.2衛(wèi)星遙感影像應(yīng)用于礦產(chǎn)監(jiān)測(cè)
國(guó)土資源管理部門(mén)經(jīng)常采取衛(wèi)片執(zhí)法檢查方式來(lái)監(jiān)測(cè)礦產(chǎn)資源,將衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用于國(guó)土調(diào)查工作,主要是為了監(jiān)測(cè)土地使用情況和礦產(chǎn)開(kāi)采情況。各省應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)以后,就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)違法開(kāi)采礦產(chǎn)的情況,因?yàn)楸O(jiān)測(cè)圖的圖斑可以顯示出變化情況,然后就可以著手開(kāi)展礦產(chǎn)資源的核查工作,準(zhǔn)確查出違法用地和違法采礦的行為[3]。同時(shí),利用該技術(shù)還可以監(jiān)測(cè)到礦產(chǎn)利用情況和資源開(kāi)況,政府部門(mén)也可以依據(jù)衛(wèi)星遙感提供的數(shù)據(jù)做出決策,尤其是對(duì)于礦產(chǎn)資源規(guī)劃的制定,同時(shí)它還可以提升礦山環(huán)境的治理效率,有利于保護(hù)礦產(chǎn)資源。
2.3衛(wèi)星遙感影像應(yīng)用于災(zāi)害預(yù)警
我國(guó)有部分省區(qū)近年來(lái)頻發(fā)地質(zhì)災(zāi)害,也因此受到了經(jīng)濟(jì)方面的重創(chuàng),所以需要提升地質(zhì)災(zāi)害警報(bào)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。在早期應(yīng)用災(zāi)害預(yù)警的時(shí)候,都是在氣象衛(wèi)星和雷達(dá)的基礎(chǔ)上通過(guò)WebGIS向大家傳播預(yù)警信息,而衛(wèi)星遙感技術(shù)的應(yīng)用可以提升預(yù)警的準(zhǔn)確性,降低地質(zhì)災(zāi)害給人們帶來(lái)的不利影響,減輕災(zāi)害地區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失,從而提升社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷完善,基于多元對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí),地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急體系也將成為新的防災(zāi)手段。
2.4衛(wèi)星遙感影像應(yīng)用于耕地后備資源
耕地后備資源是國(guó)土資源調(diào)查的主要內(nèi)容,擁有充足的耕地資源是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保障,所以耕地資源的合理利用受到各國(guó)家部門(mén)的重視。運(yùn)用衛(wèi)星遙感技術(shù)調(diào)查耕地后備資源,可以顯著提升工作效率,把衛(wèi)星遙感圖像解譯成有效的信息,讓技術(shù)人員根據(jù)這些信息進(jìn)行逐圖核查,對(duì)農(nóng)田位置進(jìn)行合理劃分,健全基礎(chǔ)農(nóng)田的圖冊(cè)資料,形成農(nóng)田數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)要規(guī)范保護(hù)責(zé)任卡,對(duì)農(nóng)田進(jìn)行信息化管理,從而落實(shí)我國(guó)的耕地資源保護(hù)政策。
3.結(jié)語(yǔ)
衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)成為信息化建設(shè)的重要成分,也是推動(dòng)信息技術(shù)應(yīng)用的主要力量。隨著衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展,它已經(jīng)成為國(guó)土資源調(diào)查工作中的主要手段,衛(wèi)星遙感技術(shù)為國(guó)土資源調(diào)查提供了多方面的信息,而且可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化處理,是國(guó)土資源管理調(diào)查工作的技術(shù)支撐,它的作用不可或缺,
參考文獻(xiàn):
[1] 魯?shù)钋?試論衛(wèi)星遙感技術(shù)在國(guó)土資源調(diào)查中的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技旬刊, 2016,32(11):17-18.
關(guān)鍵詞:遙感技術(shù) 水土保持監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)流程
中圖分類(lèi)號(hào): S157 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
水土保持監(jiān)測(cè)是做好水土流失防治工作的重要基礎(chǔ),是國(guó)家水土保持建設(shè)宏觀(guān)決策的依據(jù)與根本。隨著遙感影像資源的豐富和處理技術(shù)的日益提高,遙感影像覆蓋面廣、周期快、分辨率高和信息量豐富等特點(diǎn)使得遙感技術(shù)在水土保持監(jiān)測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
1 遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)
1.1 遙感技術(shù)的定義
遙感技術(shù)可以認(rèn)為是從遠(yuǎn)距離感知目標(biāo)反射或自身輻射的可見(jiàn)光、電磁波、紅外線(xiàn)結(jié)合目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)與識(shí)別的一類(lèi)技術(shù)。目前多指從人造衛(wèi)星或飛機(jī)對(duì)地面進(jìn)行觀(guān)測(cè),同時(shí)采用電磁傳播和接收手段來(lái)收取目標(biāo)的信息并對(duì)其加以分析的一類(lèi)技術(shù)。
1.2 遙感技術(shù)的主要特點(diǎn)
遙感技術(shù)與其他技術(shù)相比,具有其自身的特點(diǎn),主要優(yōu)點(diǎn)如下:
(1)遙感技術(shù)可以大范圍的獲取數(shù)據(jù)資料,呈現(xiàn)宏觀(guān)景象。遙感技術(shù)所采用的衛(wèi)星,其在軌高度可達(dá) 910km 左右;即使是航攝飛機(jī),其飛行高度也可以達(dá)到 10km。高度的優(yōu)勢(shì)可以使遙感技術(shù)覆蓋面積廣,大范圍的獲取數(shù)據(jù)資料。例如,一張普通的衛(wèi)星圖像,其覆蓋面積多達(dá)3萬(wàn)多km2;
(2)遙感技術(shù)具有獲取信息速度快,周期短的特點(diǎn)。衛(wèi)星在圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能及時(shí)獲取所經(jīng)區(qū)域的各種的最新資料,以更新原有的舊資料,或者根據(jù)新舊資料的對(duì)比來(lái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè),這是人工實(shí)地測(cè)量所無(wú)法比擬的;
(3)獲取信息受到很少的限制條件。地球上很多地方的自然條件是極 其惡劣的,人類(lèi)是難以直接到達(dá)的。而采用遙感技術(shù)則可以避免地面條 件限制,能方便及時(shí)地獲取各種寶貴資料;
(4)獲取信息的手段多,信息量大。根據(jù)不同的任務(wù), 遙感技術(shù)可選用不同波段和遙感儀器來(lái)獲取信息。利用不同波段對(duì)物體不同的穿透性,還可獲取地物的內(nèi)部信息。
遙感技術(shù)的主要缺點(diǎn)如下:(1)雖然能得到有關(guān)地球表面的信息,但內(nèi)部的信息獲取困難;(2)大氣的不利影響不能完全根除,這樣關(guān)于反射和放射物理量不可能全部表現(xiàn)出來(lái);(3)天氣條件、衛(wèi)星軌道等外在因素的影響使所希望的圖像未必立即得到。
2遙感動(dòng)態(tài)水保監(jiān)測(cè)分析
遙感動(dòng)態(tài)水保監(jiān)測(cè)是利用遙感的多傳感器、多時(shí)相的特點(diǎn),通過(guò)不同時(shí)相相對(duì)同一地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行變化信息的提取。遙感信息的周期性和連續(xù)性為動(dòng)態(tài)水保監(jiān)測(cè)提供了可能。利用實(shí)時(shí)的遙感圖像對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度的年度動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè);分析土壤侵蝕總量以及年度變化趨勢(shì)、植被資源動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)、工程措施治理效益、林草種植措施效益;對(duì)水土流失嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境惡化地區(qū)提出警示;通過(guò)對(duì)資料分析與評(píng)價(jià),定期水土保持狀況公告。
2.1.遙感動(dòng)態(tài)水保監(jiān)測(cè)的特點(diǎn)
一是采用的方法多樣,以目視判讀、計(jì)算機(jī)圖像處理以及兩者相結(jié)合的方法進(jìn)行;二是監(jiān)測(cè)的空間尺度廣泛,從某典型小流域至整個(gè)流域乃至全國(guó)范圍;三是監(jiān)測(cè)的時(shí)間跨度大,從幾年的變化到幾十年的變化。
2.2.遙感動(dòng)態(tài)水保監(jiān)測(cè)的流程
遙感影像應(yīng)用在水保監(jiān)測(cè)中的目的主要是監(jiān)測(cè)水土流失的變化情況,水土保持調(diào)查數(shù)據(jù)的真實(shí)程度和準(zhǔn)確性,監(jiān)督水土保持規(guī)劃的執(zhí)行情況和進(jìn)展情況,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。水土保持監(jiān)測(cè)功能主要包括以下6個(gè)方面:面蝕監(jiān)視,溝蝕監(jiān)視,水文要素監(jiān)視,其他監(jiān)視,水土流失成因分析,水土流失危害預(yù)測(cè)。
(1)數(shù)據(jù)資料的獲取綜合分析影響水土保持的因素,包括土地分類(lèi)、土壤侵蝕類(lèi)型、侵蝕強(qiáng)度、地貌類(lèi)型、母巖類(lèi)型、植被蓋度、坡度屬性等,結(jié)合遙感技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn),著重從三個(gè)方面收集數(shù)據(jù)資料:①遙感影像資料(TM、SPOT);②1:5萬(wàn)地形圖、土地利用分類(lèi)圖、行政區(qū)劃圖、土壤侵蝕圖等;③基于文字和數(shù)據(jù)表格的監(jiān)測(cè)區(qū)詳查資料。
(2)監(jiān)測(cè)工作流程遙感動(dòng)態(tài)水保監(jiān)測(cè)技術(shù)主要是對(duì)不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行組合、融合以提取出土地利用的變化信息,并結(jié)合實(shí)地調(diào)查與變更詳查數(shù)據(jù)對(duì)監(jiān)測(cè)變化信息進(jìn)行核查,采用重點(diǎn)地區(qū)逐個(gè)圖斑對(duì)照,一般地區(qū)統(tǒng)計(jì)比較的檢查方法,對(duì)信息提取結(jié)果反復(fù)核查修改,直至滿(mǎn)足精度要求。最后,生成各種格式的水土流失專(zhuān)題報(bào)表,通過(guò)各種統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)未來(lái)水土流失變化,提取水土流失專(zhuān)題信息生成各種統(tǒng)計(jì)圖表。包括以下3個(gè)方面:一是專(zhuān)題報(bào)表生成,二是統(tǒng)計(jì)分析,三是統(tǒng)計(jì)圖表生成。
動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)流程如圖所示。
圖土壤侵蝕信息提取流程圖
2.3.水保監(jiān)測(cè)精度評(píng)定
監(jiān)測(cè)精度是水保監(jiān)測(cè)的重要技術(shù)指標(biāo)之一,監(jiān)測(cè)方法和信息源是影響精度監(jiān)測(cè)的主要因素。依據(jù)最新的土地利用現(xiàn)狀圖及使用GPS接收機(jī)進(jìn)行野外實(shí)測(cè),對(duì)于小范圍的試驗(yàn)區(qū),針對(duì)5個(gè)像元以上的變化信息圖斑逐個(gè)檢查,進(jìn)行精確定位;對(duì)于大范圍的監(jiān)控區(qū)進(jìn)行抽樣核查,最后統(tǒng)計(jì)動(dòng)態(tài)變化圖斑的屬性、面積及精度比較等數(shù)據(jù)。
3 遙感技術(shù)應(yīng)用于水土流失監(jiān)測(cè)
水土流失的發(fā)生與發(fā)展不是一個(gè)靜態(tài)的過(guò)程,而是一個(gè)時(shí)空變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程,它的監(jiān)測(cè)與評(píng)估需要根據(jù)不同的目的而采用不同的尺度。不同的衛(wèi)星遙感影像其特點(diǎn)也有所區(qū)別,如氣象衛(wèi)星影像具有監(jiān)測(cè)范圍大、時(shí)間分辨率高和數(shù)據(jù)處理費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn),而其缺點(diǎn)是時(shí)間分辨率低,像元所反映的信息具有較大的地域混合。因此,氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)適用于大范圍,植被蓋度、地表、坡度等組成物質(zhì)比較均一的地方;資源衛(wèi)星具有多時(shí)相特段、性多波,高空間分辨率等優(yōu)點(diǎn),有效地獲取精確的地表信息,為水土流失信息的提取以及模型的分析提供數(shù)據(jù)保障。但它也具有對(duì)一個(gè)地區(qū)重復(fù)觀(guān)測(cè)周期長(zhǎng),在關(guān)鍵時(shí)期有可能得不到所需的資料等缺點(diǎn)。為了滿(mǎn)足水土流失監(jiān)測(cè)在空間分辨率、時(shí)間分辨率等方面的要求,通常需要將不同來(lái)源的信息進(jìn)行組合來(lái)提高了水土流失監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)源精度。
關(guān)鍵詞:多源;遙感影像;融合;土地利用
中圖分類(lèi)號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2014)34-8328-02
近年來(lái),遙感技術(shù)成幾何增長(zhǎng)發(fā)展,光學(xué)、熱紅外等各類(lèi)衛(wèi)星傳感器在對(duì)地觀(guān)測(cè)方面得到了廣泛的應(yīng)用,同一地區(qū)獲取的多光譜、多時(shí)相、多分辨率衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)越來(lái)越多,我們將這一類(lèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)稱(chēng)為多源衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)。多源衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)相對(duì)于單一的遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)提供了互補(bǔ)、冗余和合作等特性。
利用衛(wèi)星遙感影像進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛,其研究主要包括:土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè),解決土地利用變化率、變化的地點(diǎn)及其變化空間的范圍,還有環(huán)境等對(duì)土地利用變化的影響等。常規(guī)的技術(shù)方法有:采用空間分辨率和時(shí)間分辨率不同的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù),獲取土地利用變化的時(shí)間序列和空間范圍等數(shù)據(jù),與此同時(shí)借以非遙感數(shù)據(jù)的輔助,比如地面調(diào)查數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合分析。
20世紀(jì)末,多源遙感影像融合的應(yīng)用發(fā)展,對(duì)進(jìn)一步測(cè)量土地利用的動(dòng)態(tài)變化已成為全球遙感界主要研究課題之一。單一傳感器的遙感資料由于各種條件的限制,已經(jīng)難以滿(mǎn)足對(duì)區(qū)域土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)的需求,利用影像融合技術(shù)將來(lái)自不同傳感器的影像信息融合后產(chǎn)生新的影像已成為一種趨勢(shì)。
1 多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)
1.1航空遙感
先進(jìn)的航拍遙感技術(shù)主要利用無(wú)人機(jī)。無(wú)人駕駛飛機(jī) (Unmanned aerial vehicle),是一種可控制、能攜帶多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多種任務(wù),并能重復(fù)使用的無(wú)人駕駛航空器。自控的微型無(wú)人駕駛飛機(jī)攜帶專(zhuān)業(yè)的數(shù)碼相機(jī),能夠構(gòu)建成區(qū)別于傳統(tǒng)航空遙感的“微型航空遙感系統(tǒng)”,與傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感相比具有更高的機(jī)動(dòng)靈活性,并可在云層下飛行,有效的避免了云的影響,增強(qiáng)了遙感影像的時(shí)效性,不受重訪(fǎng)周期的限制,同期能夠獲取高空間分辨率的遙感影像;無(wú)人機(jī)的這有優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到研究者的青睞,應(yīng)用方面也具有廣闊的前景。
徐麗華等人以寧波象山縣泗洲頭鎮(zhèn)東聯(lián)村為例,通過(guò)無(wú)人機(jī)進(jìn)行遙感航拍,結(jié)合研究區(qū)及周邊地區(qū)的地形圖,利用遙感專(zhuān)題信息提取技術(shù)對(duì)東聯(lián)村進(jìn)行用地類(lèi)型現(xiàn)狀提??;并通過(guò)實(shí)地調(diào)查研究,進(jìn)行其新農(nóng)村的規(guī)劃,從而論證無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在新農(nóng)村規(guī)劃方面應(yīng)用的可行性和實(shí)效性。
1.2 Landsat系列衛(wèi)星
利用陸地衛(wèi)星Landsat所得到的TM等遙感圖像進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀調(diào)查編制土地利用現(xiàn)狀遙感解譯圖結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是以地圖的形式全面地系統(tǒng)地反映土地利用狀況及其分布規(guī)律的一種有效工具。
TM影像總共有七個(gè)波段, 這七個(gè)波段的信息考慮了不同地物的光譜特征及大氣影響,所以這些波段的選擇過(guò)程和結(jié)果本身就是對(duì)影像的一種優(yōu)化。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中,應(yīng)該根據(jù)具體的研究對(duì)象特征確定分類(lèi)的波段和分類(lèi)的數(shù)目。以往的研究表明, 除了第6波段外,其它波段反映的地表光譜信息量最豐富。所以以多時(shí)相的TM數(shù)據(jù)為主要信息源并結(jié)合其他資料開(kāi)展城市土地利用變化遙感監(jiān)測(cè)研究具有一定的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。
1.3 SPOT系列衛(wèi)星
SPOT-5衛(wèi)星于2002年5月發(fā)射升空。與前幾顆衛(wèi)星相比, SPOT-5在性能上做了巨大的改進(jìn), 能夠?yàn)檠芯空咛峁┝烁鼮樨S富、可靠、動(dòng)態(tài)的地表信息資源。SPOT-5衛(wèi)星遙感影像的空間分辨率最高為2. 5m,其傳感器能夠完成前后模式實(shí)時(shí)獲取立體影像;它在運(yùn)營(yíng)性能、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸?shù)确矫嬉捕加辛孙@著的提高。
經(jīng)處理后的SPOT衛(wèi)星遙感影像能滿(mǎn)足土地利用動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)的需求。利用SPOT衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的幾何校正、影像增強(qiáng)和預(yù)分類(lèi)等處理,結(jié)合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和實(shí)地的抽樣調(diào)查,可以在綜合分析實(shí)地調(diào)查資料的基礎(chǔ)上,準(zhǔn)確的獲取研究區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星遙感影像解譯標(biāo)志。然后根據(jù)對(duì)衛(wèi)星遙感影像的計(jì)算機(jī)自動(dòng)解譯,能確定土地利用的類(lèi)型。利用遙感影像資料結(jié)合GIS技術(shù)進(jìn)行土地利用調(diào)查,可以建立一套完善的數(shù)字化地理信息基礎(chǔ)資料,為合理利用土地資源,土地利用規(guī)劃修編等政府決策提供可靠的依據(jù)。
1.4 雷達(dá)遙感
成像雷達(dá)遙感全天候全天時(shí)工作和穿透一些地物的特點(diǎn)是其它光學(xué)成像遙感所無(wú)法相比的。目前,雷達(dá)遙感在很多領(lǐng)域得到極其廣泛的應(yīng)用。
黃明祥等針對(duì)熱點(diǎn)雷達(dá)數(shù)據(jù)ERS-2,以地處云量較多的杭州灣海涂圍墾區(qū)為研究樣區(qū),經(jīng)過(guò)幾何校正,影像的配準(zhǔn),假彩色合成等影像預(yù)處理過(guò)程,對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行分區(qū)后,針對(duì)不同子區(qū)的農(nóng)業(yè)土地利用類(lèi)型,分別采用非監(jiān)督分類(lèi)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)進(jìn)行農(nóng)業(yè)土地利用分類(lèi)。研究結(jié)果表明SAR遙感數(shù)據(jù)可以替代多光譜遙感數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)土地利用調(diào)查。
當(dāng)然SAR遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用主要針對(duì)的是那些難以獲得衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的地區(qū)。經(jīng)過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì),在農(nóng)作物生長(zhǎng)季,我國(guó)北方多光譜遙感數(shù)據(jù)的有效利用率僅為3%-5%,而在南方這個(gè)比率則更低僅僅只有1%-3%,但是當(dāng)SAR 以其全天時(shí),全天候的成像并對(duì)某些地物的穿透探測(cè)時(shí),SAR在對(duì)地觀(guān)測(cè)領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),其獲取數(shù)據(jù)有效率高達(dá)100%,因此可以說(shuō)SAR是對(duì)時(shí)效要求高的農(nóng)業(yè),林業(yè)等資源調(diào)查監(jiān)測(cè)應(yīng)用的最佳選擇。
2 多源遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的融合
2.1多源遙感影像融合的類(lèi)型
2.1.1 同一傳感器不同分辨率的遙感影像數(shù)據(jù)的融合
徐志紅,盛樂(lè)山等選擇法國(guó)SPOT-5的 2.5米全色衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)和10米的多光譜衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),通過(guò)采用影像融合的方法,利用影像的紋理和光譜響應(yīng)等特征,結(jié)合土地利用現(xiàn)狀矢量圖庫(kù)完成土地利用現(xiàn)狀的調(diào)查。
2.1.2 不同傳感器的遙感影像數(shù)據(jù)的融合
許兆軍,胡娟等采用2002年和2003年SPOT 及ETM+數(shù)據(jù)在專(zhuān)業(yè)遙感軟件的輔助下利用多源遙感數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行土地利用變化信息提取并對(duì)變化信息進(jìn)行野外調(diào)查核實(shí) 節(jié)省了外業(yè)查找變化地塊時(shí)間提高工作效率保證調(diào)查結(jié)果的可靠性 為今后開(kāi)展土地變更調(diào)查提供了一種新的方法。
2.2多源遙感影像融合的過(guò)程
多源遙感影像融合的過(guò)程一般分為2個(gè)過(guò)程:數(shù)據(jù)預(yù)處理和影像融合,流程可用圖1來(lái)表示。
3 遙感影像分類(lèi)
3.1目視解譯法
目視解譯是信息社會(huì)中地學(xué)研究和遙感應(yīng)用的一項(xiàng)基本技能。遙感技術(shù)可以實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的獲取資源與環(huán)境信息,如重大自然災(zāi)害信息等,可以全方位、全天候地監(jiān)測(cè)全球資源與環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供定性、定量與定位的信息服務(wù)。
目視解譯是遙感圖像解譯的一種,又稱(chēng)目視判讀,或目視判譯,是遙感成像的逆過(guò)程。它指專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)直接觀(guān)察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過(guò)程。
3.2.計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)法
非監(jiān)督分類(lèi)與監(jiān)督分類(lèi):
非監(jiān)督分類(lèi)完全按照像元的光譜特性進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類(lèi),常常用于對(duì)分類(lèi)區(qū)沒(méi)有什么了解的情況。使用該方法時(shí)。原始圖像的所有波段都參于分類(lèi)運(yùn)算,分類(lèi)結(jié)果往往是各類(lèi)像元數(shù)大體等比例。由于人為干預(yù)較少,非監(jiān)督分類(lèi)過(guò)程的自動(dòng)化程度較高。非監(jiān)督分類(lèi)一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟:初始分類(lèi)、專(zhuān)題判別、分類(lèi)合并、色彩確定、分類(lèi)后處理、色彩重定義、柵格矢量轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計(jì)分析。
監(jiān)督分類(lèi)比非監(jiān)督分類(lèi)更多地要求用戶(hù)來(lái)控制,常用于對(duì)研究區(qū)域比較了解的情況。在監(jiān)督分類(lèi)過(guò)程中,首先選擇可以識(shí)別或者借助其它信息可以斷定其類(lèi)型的像元建立模板,然后基于該模板使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別具有相同特性的像元。對(duì)分類(lèi)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)后再對(duì)模板進(jìn)行修改,多次反復(fù)后建立一個(gè)比較準(zhǔn)確的模板,并在此基礎(chǔ)上最終進(jìn)行分類(lèi)。監(jiān)督分類(lèi)一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟:建立模板(訓(xùn)練樣本)、評(píng)價(jià)模板、確定初步分類(lèi)圖、檢驗(yàn)分類(lèi)結(jié)果、分類(lèi)后處理、分類(lèi)特征統(tǒng)計(jì)、柵格矢量轉(zhuǎn)換。
監(jiān)督分類(lèi)比非監(jiān)督分類(lèi)具有一定的優(yōu)勢(shì),但是其產(chǎn)生的分類(lèi)結(jié)果往往也會(huì)有較多的錯(cuò)分、漏分情況發(fā)生,從而導(dǎo)致了分類(lèi)精度降低。
為了提高分類(lèi)精度,不斷有新的分類(lèi)方法出現(xiàn),有些方法因?yàn)槌绦驈?fù)雜而未得到推廣應(yīng)用。因此,在當(dāng)前的遙感技術(shù)發(fā)展的水平條件下,應(yīng)該綜合利用現(xiàn)有的多源遙感數(shù)據(jù),并結(jié)合GIS技術(shù),盡可能的提高遙感數(shù)據(jù)分類(lèi)精度。在獲取了土地利用變化的信息后,在通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析或者轉(zhuǎn)移矩陣分析等,才能理解和認(rèn)識(shí)土地利用的格局特征和演變規(guī)律。
4 討論
多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的融合選擇最優(yōu)融合方法時(shí)主要是針對(duì)不同的區(qū)域或自身圖像的特點(diǎn)來(lái)決定的。融合的關(guān)鍵是融合前兩幅影像的精確配準(zhǔn)以及融合方法的選擇。
多源衛(wèi)星遙感影像融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為 :
1)可增加圖像的信息利用率。
2)可提高經(jīng)融合的信息的可信度和精度。
3)可增強(qiáng)對(duì)目標(biāo)物的檢測(cè)與識(shí)別能力
4)可降低投資
多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的融合尚待解決的問(wèn)題是:
多光譜與多傳感器、多空間下遙感影像的融合的理論框架、模型及其算法的研究,影像的性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的確定,融合理論的精度的提高,實(shí)際應(yīng)用受不同時(shí)相影響以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)等問(wèn)題,是今后衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)融合需要努力研究的方向。
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【關(guān)鍵詞】遙感技術(shù);水質(zhì)監(jiān)測(cè);污染水體;光譜
1水體遙感監(jiān)測(cè)的基本理論
水質(zhì)參數(shù)的遙感監(jiān)測(cè)過(guò)程。首先,根據(jù)水質(zhì)參數(shù)選擇遙感數(shù)據(jù),并獲得同期內(nèi)的地面監(jiān)測(cè)的水質(zhì)分析數(shù)據(jù)?,F(xiàn)今廣泛使用的遙感圖象波段較寬,所反映的往往是綜合信息,加之太陽(yáng)光、大氣等因素的影響,遙感信息表現(xiàn)的不甚明顯,要對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列校正和轉(zhuǎn)換將原始數(shù)字圖像格式轉(zhuǎn)換為輻射值或反射率值。然后根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇不同波段或波段組合的數(shù)據(jù)與同步觀(guān)測(cè)的地面數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,再經(jīng)檢驗(yàn)得到最后滿(mǎn)意的模型方程。
2水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)常用的遙感數(shù)據(jù)
2.1多光譜遙感數(shù)據(jù)。在水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)中常用的多光譜遙感數(shù)據(jù),包括美國(guó)Landsat衛(wèi)星的MSS、TM、ETM+數(shù)據(jù),法國(guó)SPOT衛(wèi)星的HRV數(shù)據(jù),氣象衛(wèi)星NOAA的AVHRR數(shù)據(jù),印度遙感IRS系統(tǒng)的LISS數(shù)據(jù),日本JERS衛(wèi)星的OPS(光學(xué)傳感器)接收的多光譜圖像數(shù)據(jù),中巴地球資源1號(hào)衛(wèi)星(CBERS--1)CCD相機(jī)數(shù)據(jù)等。
Landsat數(shù)據(jù)是目前應(yīng)用較廣的數(shù)據(jù)。1972年Landsat1發(fā)射后,MSS數(shù)據(jù)便開(kāi)始被用于水質(zhì)研究中。如解亞龍等用MSS數(shù)據(jù)對(duì)滇池懸浮物污染豐度進(jìn)行了研究,明確了遙感數(shù)據(jù)與懸浮物濃度的關(guān)系;張海林等用MSS和TM數(shù)據(jù)建立了內(nèi)陸水體的水質(zhì)模型;Anne等人用TM和ETM+數(shù)據(jù)對(duì)芬蘭的海岸水體進(jìn)行了研究。
2.2高光譜遙感數(shù)據(jù)
2.2.1成像光譜儀數(shù)據(jù)。成像光譜儀也稱(chēng)高光譜成像儀,實(shí)質(zhì)上是將二維圖像和地物光譜測(cè)量結(jié)合起來(lái)的圖譜合一的遙感技術(shù),其光譜分辨率高達(dá)納米數(shù)量級(jí)。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者主要利用的有:美國(guó)的AVIRIS數(shù)據(jù)、加拿大的CASI數(shù)據(jù)、芬蘭的AISA數(shù)據(jù)、中國(guó)的PHI數(shù)據(jù)以及OMIS數(shù)據(jù)、SEAWIFS數(shù)據(jù)等進(jìn)行了水體水質(zhì)遙感研究,對(duì)一些水質(zhì)參數(shù),如葉綠素濃度、懸浮物濃度、溶解性有機(jī)物作了估測(cè)。
2.2.2非成像光譜儀數(shù)據(jù)。非成像光譜儀主要指各種野外工作時(shí)用的地面光譜測(cè)量?jī)x,地物的光譜反射率不以影像的形式記錄,而以圖形等非影像形式記錄。常見(jiàn)的有ASD野外光譜儀、便攜式超光譜儀等。如對(duì)我國(guó)太湖進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)時(shí),水面光譜測(cè)量就用了GRE-1500便攜式超光譜儀,光譜的響應(yīng)范圍0.30~1.1um,共512個(gè)測(cè)量通道,主要將其中0.35~0.90um的316個(gè)通道的數(shù)據(jù)用于水質(zhì)光譜分析。并且非成像光譜儀與星載高光譜數(shù)據(jù)的結(jié)合,可望研究出具有一定適用性的水質(zhì)參數(shù)反演模型。
2.3新型衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。新的衛(wèi)星陸續(xù)升空為水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)提供了更高空間、時(shí)間和光譜分辨率的遙感數(shù)據(jù)。如美國(guó)的Landsat ETM+、EO--1ALI、MODIS,歐空局的Envlsat MERIS等多光譜數(shù)據(jù)和美國(guó)的EO-1Hyperion高光譜數(shù)據(jù)。Koponen用AISA數(shù)據(jù)模擬MERIS數(shù)據(jù)對(duì)芬蘭南部的湖泊水質(zhì)進(jìn)行分類(lèi),結(jié)果表明分類(lèi)精度和利用AISA數(shù)據(jù)幾乎相同;Hanna等利用AISA數(shù)據(jù)模擬MODIS和MERIS數(shù)據(jù)來(lái)研究這兩種數(shù)據(jù)在水質(zhì)監(jiān)測(cè)中的可用性時(shí)發(fā)現(xiàn);MERIS以705nm為中心的波段9很適合用來(lái)估算葉綠素a的濃度,但是利用模擬的MODIS數(shù)據(jù)得到的算法精度并不高。Sabine等把CASI數(shù)據(jù)和HyMap數(shù)據(jù)結(jié)合,對(duì)德國(guó)梅克萊堡州湖區(qū)水質(zhì)進(jìn)行了監(jiān)測(cè),為營(yíng)養(yǎng)參數(shù)和葉綠素濃度的定量化建立了算法。
3水質(zhì)遙感存在的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)
3.1存在的問(wèn)題:①多數(shù)限定于定性研究,或進(jìn)行已有的航空和衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析,卻很少進(jìn)行定量分析。②監(jiān)測(cè)精度不高,各種算法以經(jīng)驗(yàn)、半經(jīng)驗(yàn)方法為主。③算法具有局部性、地方性和季節(jié)性,適用性、可移植性差。④監(jiān)測(cè)的水質(zhì)參數(shù)少,主要集中在懸浮沉積物、葉綠素和透明度、渾濁度等參數(shù)。⑤遙感水質(zhì)監(jiān)測(cè)的波段范圍小,多集中于可見(jiàn)光和近紅外波段范圍,而且光譜分辨率大小不等,尤其是缺乏微波波段表面水質(zhì)的研究。
3.2發(fā)展趨勢(shì)
3.2.1建立遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系。研究利用新型遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)定量監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)與方法,形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的水安全定量遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)體系,針對(duì)不同類(lèi)型的內(nèi)陸水體,建立多種水質(zhì)參數(shù)反演算法,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)遙感和定量遙感的跨躍,從中獲得原始創(chuàng)新性的成果。
3.2.2加強(qiáng)水質(zhì)遙感基礎(chǔ)研究。加深對(duì)遙感機(jī)理的認(rèn)識(shí),特別是水質(zhì)對(duì)表層水體的光學(xué)和熱量特征的影響機(jī)理上,以進(jìn)一步發(fā)展基于物理的模型,把水質(zhì)參數(shù)更好的和遙感器獲得的光學(xué)測(cè)量值聯(lián)系起來(lái);加深目視解譯和數(shù)字圖象處理的研究,提高遙感影象的解譯精度;增強(qiáng)高光譜遙感的研究,完善航空成像光譜儀數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
3.2.3開(kāi)展微波波段對(duì)水質(zhì)的遙感監(jiān)測(cè)。常規(guī)水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)波段范圍多數(shù)選擇在可見(jiàn)光或近紅外,尤其是缺乏微波波段表面水質(zhì)的研究情況。將微波波段與可見(jiàn)光或近紅外復(fù)合可提高對(duì)表面水質(zhì)參數(shù)的反演能力。
3.2.4拓寬遙感水質(zhì)監(jiān)測(cè)項(xiàng)?,F(xiàn)階段水質(zhì)遙感局限于某些特定的水質(zhì)參數(shù),葉綠素、懸浮物及與之相關(guān)的水體透明度、渾濁度等參數(shù),對(duì)可溶性有機(jī)物、COD等參數(shù)光譜特征和定量遙感監(jiān)測(cè)研究較少,拓寬遙感監(jiān)測(cè)項(xiàng)是今后的發(fā)展趨勢(shì)之一。應(yīng)加強(qiáng)其他水質(zhì)參數(shù)的光譜特征研究,以擴(kuò)大水質(zhì)參數(shù)的定量監(jiān)測(cè)種類(lèi),進(jìn)一步建立不同水質(zhì)參數(shù)的光譜特征數(shù)據(jù)庫(kù)。
3.2.5綜合利用“3S”技術(shù)。利用遙感技術(shù)視域廣,信息更新快的特點(diǎn),實(shí)時(shí)、快速地提取大面積流域及其周邊地區(qū)的水環(huán)境信息及各種變化參數(shù);GPS為所獲取的空間目標(biāo)及屬性信息提供實(shí)時(shí)、快速的空間定位,實(shí)現(xiàn)空間與地面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;GIS完成龐大的水資源環(huán)境信息存儲(chǔ)、管理和分析。將“3S”技術(shù)在水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)中綜合應(yīng)用,建立水質(zhì)遙感監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量信息的準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)快速,推動(dòng)國(guó)家水安全預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)。
參考文獻(xiàn):
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作為地球科學(xué)及應(yīng)用的一種觀(guān)測(cè)手段,遙感總是帶給人們一些困惑:它能應(yīng)用在哪些方面?能為我們做些什么?它又是如何監(jiān)測(cè)的?實(shí)際上,遙感在我們生活中無(wú)處不在。只是它好像總是披著隱身衣,而我們渾然未覺(jué)罷了。本期共享科學(xué)就揭開(kāi)遙感應(yīng)用的這層隱身衣,接著為讀者講述遙感的應(yīng)用。
災(zāi)害遙感
災(zāi)情數(shù)據(jù)即時(shí)通
前不久,強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“??眮?lái)襲,造成許多地區(qū)出現(xiàn)農(nóng)田被毀,農(nóng)業(yè)大棚倒塌,農(nóng)作物在強(qiáng)風(fēng)暴雨的摧殘下出現(xiàn)死亡的狀況。這時(shí),通過(guò)災(zāi)害遙感,可以準(zhǔn)確的劃分出受臺(tái)風(fēng)影響區(qū)域,通過(guò)氣象預(yù)警有效信息,人們便可由此對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行防護(hù)措施,降低損失。
郭子祺說(shuō):“經(jīng)過(guò)二十多年的努力,我國(guó)已建立了重大自然災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)評(píng)估運(yùn)行系統(tǒng),形成了對(duì)臺(tái)風(fēng)、暴雨、洪澇、旱災(zāi)等災(zāi)害的監(jiān)測(cè)能力,特別是快速圖像處理和評(píng)估系統(tǒng)的建立,具有對(duì)突發(fā)性災(zāi)害的快速應(yīng)急反應(yīng)能力,使該系統(tǒng)能在幾小時(shí)內(nèi)獲得災(zāi)情數(shù)據(jù),一天內(nèi)做出災(zāi)情的快速評(píng)估,一周內(nèi)完成詳實(shí)的評(píng)估?!?/p>
在1987年大興安嶺發(fā)生特大森林火災(zāi)時(shí),中國(guó)科學(xué)院衛(wèi)星地面站提供的火情現(xiàn)勢(shì)衛(wèi)星影像圖對(duì)現(xiàn)場(chǎng)指揮、調(diào)度撲救起到了決定性作用;1998年長(zhǎng)江、嫩江流域發(fā)生特大洪災(zāi)時(shí),航空、航天平臺(tái)的遙感實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為指揮抗洪救災(zāi)、恢復(fù)生產(chǎn)發(fā)揮了巨大作用。此外,郭子祺還介紹,在“5·12”汶川特大地震發(fā)生后,全力啟用了航空、航天遙感設(shè)備和專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員飛赴前線(xiàn),第一時(shí)間獲取災(zāi)情信息,哪片房屋倒塌了,哪里河道堵塞了,都一目了然。遙感為抗震救災(zāi)監(jiān)測(cè)獲取、處理和分析數(shù)據(jù),為抗震救災(zāi)的行動(dòng)部署提供了基礎(chǔ)依據(jù)和重要背景信息。
農(nóng)業(yè)遙感
農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)換新天
“我們要保證國(guó)家的糧食足以滿(mǎn)足人民的日常需求,如果出現(xiàn)減產(chǎn)的話(huà)我們便需要作出相應(yīng)的政策調(diào)整。”中科院遙感所研究員陳良富說(shuō)。上世紀(jì)70年代,美國(guó)開(kāi)始就利用陸地衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星等數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)全球的小麥產(chǎn)量。相比遙感估產(chǎn)宏觀(guān)、快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn),傳統(tǒng)的作物估產(chǎn)采用人工區(qū)域調(diào)查方法,應(yīng)用起來(lái)計(jì)算繁雜、速度慢、工作量大并且成本高。
那么,遙感估產(chǎn)究竟是如何操作的呢?“農(nóng)作物遙感估產(chǎn)包括對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、種植面積測(cè)算、單位面積產(chǎn)量估測(cè)和總產(chǎn)量估測(cè)?!庇浾咴诓稍L(fǎng)中得知,根據(jù)生物學(xué)原理,在收集分析各種農(nóng)作物不同生育期不同光譜特征的基礎(chǔ)上,通過(guò)平臺(tái)上的傳感器記錄的地表信息,辨別作物類(lèi)型,監(jiān)測(cè)作物長(zhǎng)勢(shì),在作物收獲前,預(yù)測(cè)作物的產(chǎn)量的一系列方法。
先有“產(chǎn)”才能有“估”。對(duì)于整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈來(lái)說(shuō),遙感的作用可以說(shuō)是貫穿始終。從最開(kāi)始的農(nóng)業(yè)資源調(diào)查到土地利用現(xiàn)狀分析,再到農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè),這些都要依賴(lài)于遙感技術(shù)應(yīng)用。
有一份數(shù)據(jù)引起了筆者注意“我國(guó)每年由于病蟲(chóng)害造成的損失大約在10%-15%之間”如此龐大的一個(gè)數(shù)字!遙感技術(shù)能否幫助我們及早發(fā)現(xiàn)病蟲(chóng)害,以最快的速度采取防治措施呢?郭子祺說(shuō):“遙感技術(shù)檢測(cè)農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害,主要依據(jù)基于植物受到病蟲(chóng)侵?jǐn)_時(shí)生理變化所引起的綠葉中細(xì)胞活性、含水量等的變化,表現(xiàn)為農(nóng)作物在反射光譜特性上的差異。這樣,農(nóng)作物在遭受病蟲(chóng)危害早期就可以通過(guò)遙感技術(shù)探測(cè)到這一光譜差異,從而解決了農(nóng)作物病蟲(chóng)害早期發(fā)現(xiàn)和早期防治的問(wèn)題,這一技術(shù)方法也已經(jīng)應(yīng)用在森林病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)和防治方面?!?/p>
大氣遙感
定量監(jiān)測(cè)氣溶膠
近些年,大氣臭氧減少、煙霧彌漫難以消散,這樣的問(wèn)題成為社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。但有一個(gè)詞“氣溶膠”常常和這些大氣問(wèn)題相伴提起,或許從它的身上我們可以找到問(wèn)題的關(guān)鍵。
“秸稈焚燒的煙塵、人為活動(dòng)的揚(yáng)塵和植物花粉顆粒物,就是氣溶膠的具體實(shí)例。汽車(chē)尾氣和各種鍋爐的化石原料燃燒排放氣體可以轉(zhuǎn)化為微小細(xì)粒子?!标惲几徽f(shuō),“它不僅對(duì)人體造成危害,而且氣溶膠作為云凝結(jié)核,使地氣系統(tǒng)的能量平衡失衡,從而影響區(qū)域和全球氣候,大量的細(xì)粒子氣溶膠還會(huì)形成嚴(yán)重的灰霾天氣?!?/p>
面對(duì)氣溶膠我們真就束手無(wú)策嗎?當(dāng)然不會(huì)!“在眾多類(lèi)型的監(jiān)測(cè)技術(shù)中,衛(wèi)星遙感可以提供廣闊背景上的氣溶膠區(qū)域分布信息,是唯一實(shí)現(xiàn)全球氣溶膠監(jiān)測(cè)的手段?!标惲几唤榻B,定量研究氣溶膠在全球范圍內(nèi)的時(shí)空變化特征與演變規(guī)律上有其他站點(diǎn)監(jiān)測(cè)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),輔以米散射原理的地基激光雷達(dá)提供的氣溶膠垂直分布信息,可以獲得區(qū)域分布的近地面PM2.5質(zhì)量濃度的監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)城市群、郊區(qū)和廣大農(nóng)村區(qū)域的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。
說(shuō)到大氣遙感,還有一點(diǎn)不得不提灰霾。比如北京以及華北地區(qū)的天空常常披著灰色的面紗,給人們生活出行造成很大的困擾,“這正是灰霾在作祟,”陳良富研究員說(shuō),“美國(guó)的網(wǎng)站總用衛(wèi)星圖像來(lái)說(shuō)中國(guó)的污染太嚴(yán)重,對(duì)此科學(xué)家們解釋說(shuō)是由于天氣穩(wěn)定利于污染物排放的積累所致。其實(shí)這里存在一個(gè)誤解?!?/p>
陳良富解釋?zhuān)昧宋宸N方式的衛(wèi)星觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)灰霾天進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)人為排放積累不至于引起如此面積大、強(qiáng)度高的污染。那空氣污染的原因究竟是什么呢?通過(guò)遙感探測(cè)發(fā)現(xiàn),每年10月到次年的3月期間,每23天在2公里以上的高空就有一股從西風(fēng)帶吹來(lái)的浮塵,當(dāng)它抵達(dá)華北平原上空后,由于地勢(shì)降低,風(fēng)速下降以后浮塵便會(huì)往下與污染物相混合,遭遇水汽后細(xì)粒子個(gè)體便迅速增大就造成大范圍高強(qiáng)度的污染現(xiàn)象。如果遇上南邊氣流比較強(qiáng)會(huì)形成華北地區(qū)持續(xù)多天的重污染天氣。若僅通過(guò)地面觀(guān)測(cè)的話(huà)恐怕難以得知這一現(xiàn)象的起因,在這些需要大尺度的觀(guān)測(cè)工作上,遙感無(wú)疑起到了不可替代的作用。
水資源遙感
讓水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)估更真實(shí)
水是萬(wàn)物生長(zhǎng)之本,湖泊更是自然的神作,但近些年,隨著我國(guó)工業(yè)和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,江河湖泊面臨水質(zhì)污染的嚴(yán)峻問(wèn)題。
能否利用遙感技術(shù)來(lái)進(jìn)行江河湖泊水質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)呢?郭子祺說(shuō):“水體及其污染物質(zhì)的光譜特性是利用遙感信息進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)與評(píng)估的依據(jù)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者利用遙感的方法估算水體污染的參數(shù),以監(jiān)測(cè)水質(zhì)變化情況。” 此外,郭子祺介紹,利用遙感技術(shù)進(jìn)行水環(huán)境監(jiān)測(cè)與水體富營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià),存在很大的優(yōu)勢(shì):信息獲取快速、省時(shí)省力等特點(diǎn),不僅能夠較好的反映出研究水質(zhì)的空間分布特征,而且更有利于大面積水域的快速監(jiān)測(cè)。遙感技術(shù)無(wú)疑給湖泊環(huán)境變化研究帶來(lái)了福音。
“在整個(gè)水資源管理方面,遙感技術(shù)與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合,正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用?!惫屿鞲嬖V記者,“水質(zhì)的好壞有一個(gè)劃分指標(biāo),目前利用遙感技術(shù)獲得的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行水質(zhì)參數(shù)反演精度還不高,還達(dá)不到環(huán)保部門(mén)的要求。如何使這一技術(shù)有效應(yīng)用呢?目前的做法是在測(cè)量區(qū)域布置一些水質(zhì)傳感器,通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可24小時(shí)連續(xù)測(cè)量水質(zhì)的多種參數(shù),用于提高水質(zhì)遙感反演精度,使其接近或達(dá)到相關(guān)行業(yè)要求?!?/p>
延伸閱讀
衛(wèi)星遙感測(cè)出精準(zhǔn)數(shù)據(jù):京杭大運(yùn)河全長(zhǎng)1710千米
京杭大運(yùn)河到底有多長(zhǎng)?中國(guó)科學(xué)院遙感應(yīng)用所劉少創(chuàng)課題組利用衛(wèi)星遙感技術(shù),重新量測(cè)了這條世界上最古老,也是最長(zhǎng)的大運(yùn)河,得出精確答案:京杭大運(yùn)河總長(zhǎng)度為1710公里。
京杭大運(yùn)河與萬(wàn)里長(zhǎng)城并稱(chēng)為中國(guó)古代兩項(xiàng)偉大工程,但在各種文獻(xiàn)資料中,運(yùn)河的“身長(zhǎng)”卻長(zhǎng)短不一。劉少創(chuàng)表示,河長(zhǎng)、源頭和流域面積都是國(guó)家重要的地理信息數(shù)據(jù),我們應(yīng)該利用現(xiàn)有的技術(shù)條件,準(zhǔn)確確定這些數(shù)據(jù)。
劉少創(chuàng)課題組利用衛(wèi)星遙感技術(shù),再加上大比例尺地形圖,進(jìn)行分析計(jì)算,最終確定京杭大運(yùn)河的精確“身長(zhǎng)”。據(jù)介紹,1710公里的總長(zhǎng)度,是以北京通州溫榆河和通惠河的交匯處為起點(diǎn),以杭州的拱宸橋?yàn)榻K點(diǎn),沿京杭大運(yùn)河的中心線(xiàn)進(jìn)行量測(cè)得到的。
據(jù)劉少創(chuàng)介紹,課題組主要利用衛(wèi)星遙感技術(shù)確定河流的源頭和長(zhǎng)度,但由于很難在同一時(shí)間集齊整條河流的所有衛(wèi)星影像數(shù)據(jù),所以還需要結(jié)合航空影像和大比例尺地形圖,進(jìn)行分析測(cè)算?!按蟊壤叩匦螆D更接近河流真實(shí)的長(zhǎng)度,彎彎曲曲的河道也更容易表現(xiàn)出來(lái)。”
由于衛(wèi)星遙感影像無(wú)法確定邊界的位置,此次并未分段量測(cè),因此京杭大運(yùn)河北京段暫無(wú)精確長(zhǎng)度。
據(jù)劉少創(chuàng)介紹,從目前的衛(wèi)星影像圖來(lái)看,河道的分界點(diǎn)不太清楚,例如北京和天津的河道邊界點(diǎn),就無(wú)法確定具置,再加上地形圖的資料也不全,難以按邊界分段測(cè)量。
“如果要分段測(cè)量,必須精確確定每一個(gè)分界點(diǎn)的位置,這要涉及很多部門(mén),我們無(wú)法得到這些資料?!眲⑸賱?chuàng)說(shuō)。
關(guān)鍵詞 遙感技術(shù);水文水資源領(lǐng)域;研究
中圖分類(lèi)號(hào)TP7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2013)110-0227-02
現(xiàn)階段我國(guó)科技水平不斷的提高,隨著科學(xué)技術(shù)的靈活發(fā)展,遙感技術(shù)也開(kāi)始在各行各業(yè)落地生根,尤其是在水文水資源領(lǐng)域研究方法的應(yīng)用獲得了大量的關(guān)注。通過(guò)遙感技術(shù)的應(yīng)用可得到科學(xué)準(zhǔn)確的水文數(shù)據(jù),有助于提高工作人員的工作質(zhì)量與效率,減少成本,對(duì)研究水文水資源領(lǐng)域工作起到了重要作用。
1 遙感技術(shù)的概念
我國(guó)遙感技術(shù)的應(yīng)用已有幾十年的歷史,遙感技術(shù)作為一種功能性強(qiáng)、復(fù)合型的探測(cè)技術(shù),其主要的原理就是根據(jù)物體所呈現(xiàn)出的電磁波反射、輻射等特點(diǎn),通過(guò)遙感感測(cè)將物體特點(diǎn)記錄與收集,最后將電磁波信息處理為影像,為探測(cè)其它物體提供科學(xué)可靠的依據(jù)。遙感技術(shù)是從電磁波理論知識(shí)出發(fā),在人們的日常生活中得到大量的運(yùn)用,例如氣象觀(guān)察、資源局勢(shì)探查等方面,由于遙感技術(shù)傳播速度快并且能夠保證信息的科學(xué)與完整,也可運(yùn)用于地圖測(cè)繪,且其應(yīng)用范圍拓展到航空、軍事等領(lǐng)域。遙感技術(shù)應(yīng)用在水文水資源領(lǐng)域當(dāng)中,有利于節(jié)約人力、物力以及時(shí)間,提高了水文勘測(cè)工作質(zhì)量與效率,縮短了實(shí)施周期,使作業(yè)工序變得簡(jiǎn)單。
2 遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展
2.1監(jiān)測(cè)降水量
通過(guò)遙感技術(shù)的運(yùn)用,將衛(wèi)星與雷達(dá)結(jié)合在一起,輸送和傳遞出遙感信息源,可了解到降水量的空間、分布等各項(xiàng)參數(shù),有利于獲得不同地區(qū)降雨量的具體數(shù)據(jù)。雷達(dá)主要是根據(jù)空氣中降水粒子對(duì)電磁波產(chǎn)生的影響,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)部分地區(qū)雨量的預(yù)測(cè),特別是對(duì)于監(jiān)測(cè)雨量較少的地區(qū),除了監(jiān)測(cè)其雨量站,還要運(yùn)用雷達(dá)監(jiān)測(cè),便于得到準(zhǔn)確的降雨量信息,雷達(dá)監(jiān)測(cè)屬于微波遙感的重要環(huán)節(jié)。衛(wèi)星則是綜合衛(wèi)星信息與地面測(cè)量的情況,對(duì)大面積的雨量進(jìn)行預(yù)報(bào),由于雷達(dá)只能監(jiān)測(cè)到降水粒子,一旦降水粒子出現(xiàn)密集的情況產(chǎn)生較厚的云層,雷達(dá)監(jiān)測(cè)將無(wú)法給出正確的降水量數(shù)據(jù),因此在這種情況下,就要通過(guò)雷達(dá)與衛(wèi)星共同監(jiān)測(cè)出準(zhǔn)確的降水量數(shù)據(jù),衛(wèi)星估算的方法有綜合法以及微波輻射法?,F(xiàn)階段運(yùn)用最多的是航空飛機(jī),通過(guò)飛機(jī)進(jìn)入到云層深處開(kāi)始探測(cè),航空遙感是一種用于氣象觀(guān)察的輔助技術(shù),主要監(jiān)測(cè)云層以及周?chē)×W拥姆植记闆r,然后將收集到的數(shù)據(jù)與資料傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行處理與分析,從而會(huì)自動(dòng)獲得更多的云層數(shù)據(jù),這些大量而又準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)為水文研究工作提供了便利,減少了研究成本與時(shí)間。
2.2監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量
蒸發(fā)量包括土壤、水面、植物等這三個(gè)方面的蒸發(fā),蒸發(fā)量對(duì)水量、能量的平衡起到了關(guān)鍵作用,換句話(huà)說(shuō)也就是蒸發(fā)量的多少將直接決定水量、能量的平衡。而監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量是通過(guò)物理的方式來(lái)轉(zhuǎn)化質(zhì)量和能量的關(guān)系,來(lái)得到準(zhǔn)確的蒸發(fā)量數(shù)據(jù)。遙感技術(shù)的運(yùn)用日趨廣泛,監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量的方法也越來(lái)越多,運(yùn)用衛(wèi)星來(lái)收集數(shù)據(jù)的方法多種多樣,計(jì)算方法有統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)法、能量余項(xiàng)法、全遙感信息模型法。通過(guò)模型特點(diǎn)將模型分類(lèi),使其發(fā)揮出具體的作用,多層模型是通過(guò)將土壤劃分為較多層,一層模型用在對(duì)地表、土壤、植被的區(qū)分,二層模型主要是對(duì)地表植被、地下土壤、地上熱量這三者間的余熱計(jì)算。在通過(guò)遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)蒸發(fā)量與探測(cè)地表特征數(shù)據(jù)相結(jié)合的形式下,研究出遙感日蒸散估算模型,這種計(jì)算模型的建立,可了解各種地表環(huán)境下的蒸散情況,為監(jiān)測(cè)與計(jì)算蒸發(fā)量提供了有力的前提。
2.3監(jiān)測(cè)徑流量
由于徑流量測(cè)量比較復(fù)雜,目前只有通過(guò)水文模型來(lái)獲得遙感信息估算徑流量,遙感技術(shù)是一種綜合性的技術(shù),可用于收集土壤、地表、植被、水體、蒸發(fā)量等數(shù)據(jù),其收集信息具有便捷性、即時(shí)性、全面性、完整性等優(yōu)點(diǎn),遙感技術(shù)與水文模型的共同使用,就可以預(yù)測(cè)出徑流量。遙感技術(shù)測(cè)量徑流量是通過(guò)感測(cè)與其相關(guān)的元素,收集大量的數(shù)據(jù)建立水文模型來(lái)獲得徑流量的結(jié)果。
2.4地表和土壤水分的監(jiān)測(cè)
地表對(duì)徑流形成、地面能量與物質(zhì)有著重要的影響作用,土壤水分包括地表水、地下水、地表能量這三個(gè)重要的參數(shù)。由于地表特征較為復(fù)雜,通過(guò)遙感技術(shù)識(shí)別與分類(lèi)地物,對(duì)識(shí)別水體、提高土地利用率與覆蓋率有著深遠(yuǎn)意義,水文變化最直接的表現(xiàn)為土地利用、土地覆被的變化,遙感技術(shù)在監(jiān)測(cè)土地利用與覆被變化方面有著較大的優(yōu)勢(shì),地表又被稱(chēng)為下墊面,地表特征當(dāng)中的幾個(gè)關(guān)鍵元素信息,例如植被、地表發(fā)射率、地面溫度與反照率等,這些關(guān)鍵元素將影響地表能量與物質(zhì)的平衡。土壤水分又被稱(chēng)為土壤濕度,是地表能量交換中的重要內(nèi)容之一,也是地表水與地下水的中間元素,遙感監(jiān)測(cè)土壤水分有光學(xué)遙感、微波遙感這兩種研究方法。
2.5預(yù)防災(zāi)害,保持水土平衡
遙感技術(shù)在收集研究水文資源的同時(shí),也可監(jiān)測(cè)洪澇、旱情、積融雪、水質(zhì)等情況,起到了一定的預(yù)防災(zāi)害作用。為保證水土不被流失,遙感技術(shù)作為研究水土工作中的重要手段,能夠監(jiān)測(cè)土壤侵蝕動(dòng)態(tài)、水土流失情況。利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤侵蝕是通過(guò)收集與其相關(guān)的元素信息,例如降雨量、植被、地形、土地、人為等因素,目前我國(guó)監(jiān)測(cè)土壤侵蝕動(dòng)態(tài)的方法有很多,如分類(lèi)對(duì)比、逐像元比較以及分類(lèi)與逐像兩者結(jié)合的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法。水土流失定量研究法運(yùn)用較多的是建立水土流失定量計(jì)算模型,通過(guò)收集的土壤流失信息建立方程式來(lái)計(jì)算和分析,從遙感影像上獲得土壤侵蝕元素?cái)?shù)據(jù),提取模型計(jì)算因子用于監(jiān)測(cè)水土流失狀況。
3結(jié)論
綜上所述,遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用方法也越來(lái)越多,使研究水文水資源領(lǐng)域的方法得到了擴(kuò)展。遙感技術(shù)對(duì)水文研究工作有著很大的幫助,節(jié)省了人力、物力、時(shí)間、成本,為研究水文資源提供了一定的便利條件,通過(guò)準(zhǔn)確科學(xué)的水文信息,便于開(kāi)展水文水資源的研究工作,對(duì)水文水資源領(lǐng)域的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展起到了積極作用。
參考文獻(xiàn)
[1]姜哲石.遙感技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域中的應(yīng)用分析[J].才智,2011(34).
天眼越來(lái)越好
遙感衛(wèi)星也叫對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星,有光學(xué)成像衛(wèi)星和雷達(dá)成像衛(wèi)星2種,前者攜帶可見(jiàn)光、紅外和多光譜等遙感器,最大優(yōu)點(diǎn)是分辨率高;后者攜帶合成孔徑雷達(dá)等遙感器,最大優(yōu)點(diǎn)是可以全天候工作。
眾所周知,評(píng)估遙感衛(wèi)星性能的一個(gè)重要指標(biāo)就是分辨率,它包括空間分辨率、時(shí)間分辨率和光譜分辨率等,其中空間分辨率最令人關(guān)注,其指標(biāo)對(duì)衛(wèi)星應(yīng)用的深度和廣度具有重要影響。空間分辨率一詞來(lái)源于光學(xué),是指2個(gè)點(diǎn)光源彼此接近到恰能被分辨出的最小距離,能顯示遙感衛(wèi)星分辨目標(biāo)的能力。具體說(shuō)來(lái),它是指能從遙感衛(wèi)星照片上辨別地面目標(biāo)的最小尺寸,例如,如果某遙感衛(wèi)星能夠辨別的最小目標(biāo)為2米,則這種遙感衛(wèi)星的分辨率就是2米。
隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展,人類(lèi)對(duì)遙感衛(wèi)星的空間分辨率要求越來(lái)越高,所以高分辨率遙感衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量和研制國(guó)家正日益增多。近年來(lái),高分辨率遙感衛(wèi)星的發(fā)射數(shù)量已占遙感衛(wèi)星發(fā)射總數(shù)的約41%,而且其占有比例有繼續(xù)增加的趨勢(shì),因此可以認(rèn)為,人類(lèi)對(duì)地觀(guān)測(cè)已進(jìn)入高分衛(wèi)星時(shí)代。這些高分辨率遙感衛(wèi)星已廣泛用于精確制圖、城市規(guī)劃、土地利用、資源管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地理信息服務(wù)等領(lǐng)域,成為國(guó)家基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性資源。
對(duì)于采用光學(xué)成像的遙感衛(wèi)星來(lái)講,其運(yùn)行軌道越高,分辨率就越低,所以,高分辨率遙感衛(wèi)星通常運(yùn)行在近地軌道,有時(shí)甚至采用臨時(shí)性降低軌道高度的方法來(lái)取得短期的更高分辨率的圖像,以滿(mǎn)足特殊需要。另外,星載相機(jī)的焦距越大,分辨率越高。
對(duì)于采用雷達(dá)成像的遙感衛(wèi)星來(lái)講,可工作在略高的軌道上,但這就需要雷達(dá)成像衛(wèi)星自身能提供足夠高功率的雷達(dá)信號(hào)。提高其分辨率的方式主要有兩種:一是采用短波長(zhǎng);二是增加天線(xiàn)口徑。為此,可以提高雷達(dá)波的頻率,縮短其波長(zhǎng),但當(dāng)頻率增加到一定程度時(shí),大氣對(duì)雷達(dá)波的衰減和吸收特性就會(huì)表現(xiàn)得非常明顯,從而影響雷達(dá)的正常工作;同樣,雷達(dá)的天線(xiàn)口徑也不可能無(wú)限增加,因?yàn)榧哟罄走_(dá)口徑不僅會(huì)增加工藝難度和成本,而且對(duì)發(fā)射衛(wèi)星的運(yùn)載器提出了新要求。為此,提出了合成孔徑雷達(dá)的概念。合成孔徑雷達(dá)是利用雷達(dá)與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)把尺寸較小的真實(shí)天線(xiàn)孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成一較大的等效天線(xiàn)孔徑的雷達(dá)。
軍用領(lǐng)跑高分
高分辨率遙感衛(wèi)星在軍用和民用方面都有廣泛的用途。從原理上講,軍用遙感衛(wèi)星與民用遙感衛(wèi)星大同小異,主要差別是在使用的譜段和對(duì)地面分辨率的要求不同。軍用遙感衛(wèi)星主要在可見(jiàn)光或近紅外譜段成像,分辨率優(yōu)于1米,因此,軍用遙感衛(wèi)星大部分都是高分辨率衛(wèi)星,只有少數(shù)用于普查的軍用遙感衛(wèi)星因運(yùn)行軌道較高,以便提高時(shí)間分辨率,但空間分辨率會(huì)稍低;民用遙感衛(wèi)星主要在多光譜成像,以便識(shí)別地面各種特征,其分辨率有高有低。
在軍用高分辨率光學(xué)成像遙感衛(wèi)星方面,美國(guó)鎖眼12號(hào)衛(wèi)星最牛,它采用了大面陣探測(cè)器、大型反射望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)、數(shù)字成像系統(tǒng)、自適應(yīng)光學(xué)成像技術(shù)、實(shí)時(shí)圖像傳輸技術(shù)等,鏡頭口徑3米,焦距27米,分辨率達(dá)0.1米。法國(guó)太陽(yáng)神2號(hào)A、2號(hào)B衛(wèi)星分辨率達(dá)0.5米,其軍民兩用光學(xué)成像遙感衛(wèi)星“昴宿星”的分辨率為0.7米。以色列最先進(jìn)的地平線(xiàn)9號(hào)小型:光學(xué)成像遙感衛(wèi)星分辨率為0.5米。日本現(xiàn)役的第二代光學(xué)成像“情報(bào)收集衛(wèi)星”分辨率為0.6米。
在軍用高分辨率雷達(dá)成像遙感衛(wèi)星方面,美國(guó)“長(zhǎng)曲棍球”衛(wèi)星是老大,分辨率達(dá)0.3米,其設(shè)計(jì)特點(diǎn)是裝有巨大的合成孔徑雷達(dá)天線(xiàn)和巨大的太陽(yáng)能電池帆板,衛(wèi)星裝載的高分辨率合成孔徑雷達(dá)能以多種波束模式對(duì)地面目標(biāo)成像,使“長(zhǎng)曲棍球”不僅能全天候、全天時(shí)工作,還可以發(fā)現(xiàn)偽裝的武器和識(shí)別假目標(biāo),甚至能穿透干燥的地表,發(fā)現(xiàn)藏在地下一定深度的設(shè)施,并對(duì)活動(dòng)目標(biāo)有一定跟蹤能力。德國(guó)有軍用衛(wèi)星
“合成孔徑雷達(dá)·放大鏡”,意大利有軍民兩用衛(wèi)星“宇宙一地中?!?,前者分辨率為0.5米,后者為1米。日本現(xiàn)役的第二代雷達(dá)成像“情報(bào)收集衛(wèi)星”分辨率為1米。以色列的“技術(shù)合成孔徑雷達(dá)”設(shè)計(jì)壽命為4年,質(zhì)量只有300千克,其中所載的合成孔徑雷達(dá)重約100千克,分辨率為1米。印度軍民兩用的雷達(dá)成像衛(wèi)星1號(hào)是自制的,其雷達(dá)成像衛(wèi)星2號(hào)由以色列研制,分辨率為1米。
今后,軍用高分辨率遙感衛(wèi)星的發(fā)展趨勢(shì)更多地使用雷達(dá)成像衛(wèi)星,并通過(guò)采用平板相控制雷達(dá)天線(xiàn)等措施進(jìn)一步提高其分辨率,采用新的分布式星座來(lái)縮短衛(wèi)星的重訪(fǎng)周期;光學(xué)成像衛(wèi)星在獲得高地面分辨率的同時(shí),將繼續(xù)擴(kuò)大視場(chǎng)寬度,以提高衛(wèi)星的時(shí)間分辨率;組建可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋的小型衛(wèi)星星座,實(shí)施對(duì)任何目標(biāo)的實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的偵察;發(fā)展星載超光譜遙感器,進(jìn)一步擴(kuò)展成像偵察范圍,增加對(duì)隱蔽和偽裝目標(biāo)的識(shí)別能力;開(kāi)發(fā)新型戰(zhàn)術(shù)成像偵察技術(shù),提高偵察技術(shù)的傳送能力,實(shí)現(xiàn)軍用高分辨率遙感衛(wèi)星從戰(zhàn)略應(yīng)用向戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用擴(kuò)展;發(fā)展小型、低成本和可應(yīng)急發(fā)射的軍用高分辨率遙感衛(wèi)星,它也可軍民兩用;建造軍用和民用高分辨率遙感衛(wèi)星混編星座,以提高對(duì)地觀(guān)測(cè)的效率;研制同時(shí)載有光學(xué)成像和合成孔徑雷達(dá)成像2種遙感器的軍用高分辨率遙感衛(wèi)星。
多國(guó)角逐民星
一般來(lái)講,分辨率約2米的民用遙感衛(wèi)星可稱(chēng)為民用高分辨率遙感衛(wèi)星。美國(guó)、德國(guó)、印度、以色列和俄羅斯等國(guó)都在積極發(fā)展民用高分辨率遙感衛(wèi)星。美國(guó)高分辨率遙感衛(wèi)星大多是小型商用衛(wèi)星,有多個(gè)型號(hào):“艾科諾斯”2號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.82米,幅寬11.3千米;“快鳥(niǎo)”2號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.61米,幅寬16.5千米;“地球之眼”1號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.41米,幅寬15.2千米;“世界觀(guān)測(cè)”2號(hào)衛(wèi)星的分辨率為0.46米,幅寬16.4千米。它們也可以用于軍事。
2012年9月9日,法國(guó)首顆第4代“斯波特”——“斯波特”6號(hào)入軌,它是光學(xué)成像衛(wèi)星,具有質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)、分辨率高的優(yōu)點(diǎn)。其分辨率為2.5米,幅寬60千米,并能同軌立體成像。該衛(wèi)星運(yùn)行在694千米高的太陽(yáng)同步軌道,質(zhì)量只有800千克,設(shè)計(jì)壽命達(dá)10年。該衛(wèi)星上有兩臺(tái)高分辨率相機(jī),每天成像范圍250萬(wàn)平方千米。雖然其分辨率和幅寬與第3代“斯波特”一樣,但更加敏捷,能執(zhí)行快速反應(yīng)任務(wù),每天上傳6個(gè)任務(wù)計(jì)劃,獲取無(wú)云圖像。它們與2顆已上天的法國(guó)“昴宿星”形成互補(bǔ),滿(mǎn)足多樣化任務(wù)需求,保持系統(tǒng)的寬覆蓋能力和圖像數(shù)據(jù)的連續(xù)性,因?yàn)椤瓣乃扌恰彪m然分辨率達(dá)0.7米,但幅寬只有20千米。
德國(guó)“陸地合成孔徑雷達(dá)-X”是民用和商用高分辨率雷達(dá)成像衛(wèi)星,也是世界首個(gè)高精度干涉合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng),分辨率優(yōu)于1米,現(xiàn)廣泛用于農(nóng)林管理、地質(zhì)調(diào)查、海事監(jiān)測(cè)等。
印度現(xiàn)有制圖衛(wèi)星1號(hào)、2號(hào)、2號(hào)A、2號(hào)B共4顆高分辨率衛(wèi)星,其最高分辨率為1米。印度正在研制的制圖衛(wèi)星3號(hào)衛(wèi)星的分辨率將達(dá)0.3米。
以色列地球資源觀(guān)測(cè)系統(tǒng)一B衛(wèi)星運(yùn)行在距離地面540千米高的太陽(yáng)同步軌道上,觀(guān)測(cè)周期為4天,分辨率為約0.7米,設(shè)計(jì)壽命6年。其上的遙感器也是1臺(tái)全色CCD相機(jī),其每行像元數(shù)為20000,量化等級(jí)為8比特~10比特。星上相機(jī)的觀(guān)測(cè)角變化范圍為±45°,這是靠平臺(tái)側(cè)擺來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于相機(jī)觀(guān)測(cè)角變化范圍較大,故它有能力獲得較多的立體像對(duì)。
俄羅斯新一代民用高分辨率光學(xué)成像衛(wèi)星——“資源”-DK的分辨率為1米,其正在研制的“資源”-P衛(wèi)星的分辨率為0.4米。
2012年,韓國(guó)阿里郎3號(hào)多用途衛(wèi)星升空。它載有光學(xué)相機(jī),能夠拍攝0.7米高分辨率照片,運(yùn)行在685千米高的軌道。2013年,韓國(guó)將發(fā)射1米分辨率的雷達(dá)衛(wèi)星。
中國(guó)成為后起之秀
近年,我國(guó)也在積極研制高分辨率遙感衛(wèi)星。例如,2012年4月18日,我國(guó)首顆民用寬幅帶、高空間分辨率遙感衛(wèi)星——資源一號(hào)O2C星正式在軌交付給國(guó)土資源部;2012年7月30日,我國(guó)首顆高精度民用立體測(cè)繪衛(wèi)星資源三號(hào)正式投入使用;2012年9月29日,我國(guó)為委內(nèi)瑞拉研制的委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星1號(hào)上天,這是我國(guó)首次向國(guó)際用戶(hù)提供遙感衛(wèi)星整星出口和在軌交付服務(wù)。
2012年投入使用的資源一號(hào)O2C星的發(fā)射質(zhì)量約2056千克,設(shè)計(jì)壽命3年。它裝有2臺(tái)分辨率為2.36米的全色分辨率相機(jī),1臺(tái)分辨率為5米/10米的全色/多光譜相機(jī),可采用2臺(tái)全色高分辨率相機(jī)拼接的方式提供了54千米的成像幅寬,最大限度提升了高分辨率數(shù)據(jù)的觀(guān)測(cè)幅寬。在軌測(cè)試表明,該衛(wèi)星所拍圖像質(zhì)量接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,數(shù)據(jù)質(zhì)量滿(mǎn)足1:2.5萬(wàn)~1:10萬(wàn)國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)精度要求;最小監(jiān)測(cè)圖斑面積達(dá)到0.2畝,滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、重點(diǎn)關(guān)注區(qū)域資源現(xiàn)狀高分辨率調(diào)查監(jiān)測(cè)要求;融合影像的屬性精度、面積精度、最小監(jiān)測(cè)圖斑等指標(biāo)與常規(guī)使用的法國(guó)“斯波特”5號(hào)、德國(guó)“快眼”數(shù)據(jù)接近。
2012年投人使用的資源三號(hào)衛(wèi)星質(zhì)量約2650千克,運(yùn)行在高度約500千米的太陽(yáng)同步軌道,具有立體測(cè)圖功能、測(cè)國(guó)精度高、影像數(shù)據(jù)量大、處理速度快等特點(diǎn)。它是我國(guó)首顆高精度民用立體測(cè)繪衛(wèi)星,裝載了一組分辨率為2.1米(正視)和3.5米(前后視)的三線(xiàn)陣立體測(cè)繪相機(jī),以及1臺(tái)空間分辨率為5.8米的多光譜相機(jī),幅寬約50千米,可提供3.5米分辨率立體影像,2.1米全色/5.8米多光譜平面影像。該衛(wèi)星集測(cè)繪和資源調(diào)查功能于一體,影像數(shù)據(jù)覆蓋全球逾4.578×108千米,其中覆蓋中國(guó)領(lǐng)土9.3242×108千米,使我國(guó)的測(cè)繪方式由大地測(cè)繪、航空測(cè)繪提升為航天測(cè)繪,使我國(guó)地圖的更新率由過(guò)去的平均5年提升為60天。它第一次使我國(guó)衛(wèi)星遙感圖像質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,第一次實(shí)現(xiàn)我國(guó)低軌遙感衛(wèi)星5年設(shè)計(jì)壽命,大大提升了我國(guó)對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星的應(yīng)用效益。
2012年9月29日發(fā)射委內(nèi)瑞拉遙感衛(wèi)星1號(hào)采用中國(guó)空間技術(shù)研究院航天東方紅衛(wèi)星有限公司的CAST-2000衛(wèi)星平臺(tái),裝有2臺(tái)全色/多光譜相機(jī)和2臺(tái)寬幅多光譜相機(jī),其中2臺(tái)全色/多光譜相機(jī)在639千米高的分辨率為2.5米(全色)/10米(多光譜),幅寬為57千米;2臺(tái)寬幅多光譜相機(jī)在639千米高的分辨率達(dá)到16米,組合幅寬為369千米,在軌壽命5年。該星具有±35°的快速側(cè)擺機(jī)動(dòng)能力,可保證全色,多光譜相機(jī)在4天內(nèi)對(duì)全球任意目標(biāo)實(shí)現(xiàn)重訪(fǎng),寬幅多光譜相機(jī)可在3天內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)全球任意目標(biāo)重訪(fǎng)。它們成像清晰、圖像層次豐富。據(jù)悉,其全色/多光譜相機(jī)是高性能光學(xué)小相機(jī),在成像譜段數(shù)量、覆蓋寬度、動(dòng)態(tài)范圍、輕小型化等指標(biāo)方面,超過(guò)了國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型的遙感相機(jī),居國(guó)際先進(jìn)水平。該衛(wèi)星主要用于委內(nèi)瑞拉國(guó)土資源普查、環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害檢測(cè)和管理、農(nóng)作物估產(chǎn)和城市規(guī)劃等。
一、我國(guó)商業(yè)衛(wèi)星遙感發(fā)展現(xiàn)狀
1.遙感產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)潛力巨大,應(yīng)用價(jià)值廣泛,商業(yè)遙感產(chǎn)業(yè)處于蓄勢(shì)待發(fā)的狀態(tài)
當(dāng)前,遙感產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要來(lái)自于政府性需求,包括土地利用、城市化及荒漠化監(jiān)測(cè);農(nóng)作物、森林等可再生資源的監(jiān)測(cè)和評(píng)估、災(zāi)害監(jiān)測(cè)和環(huán)境監(jiān)測(cè);在道路設(shè)計(jì)、城市規(guī)劃、土地管理和工程評(píng)估等多方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用;在考古、野生動(dòng)物保護(hù)、牧場(chǎng)管理等各個(gè)領(lǐng)域也得到了不同程度的應(yīng)用。隨著遙感技術(shù)的不斷發(fā)展,其應(yīng)用潛力得到了進(jìn)一步挖掘,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,遙感技術(shù)也將發(fā)揮重要作用。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)總量的不斷增加,城市規(guī)模不斷擴(kuò)大,政府性遙感數(shù)據(jù)的需求從直轄市和省會(huì)城市向各區(qū)縣延伸,各區(qū)縣的規(guī)劃建設(shè)管理、旅游服務(wù)管理、城市公共安全服務(wù)和交通管理等對(duì)遙感數(shù)據(jù)的需求,使得各區(qū)縣作為遙感數(shù)據(jù)普通用戶(hù)的特點(diǎn)也日益顯現(xiàn)。政府性商業(yè)遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域和深度在不斷地?cái)U(kuò)大和加強(qiáng)。
同時(shí),互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的發(fā)展,使得對(duì)地觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)市場(chǎng)從單純的政府性訂單轉(zhuǎn)向政府和企業(yè)的共同需求。我國(guó)在更新地圖和支持地理信息方面潛力巨大,百度和騰訊等互聯(lián)網(wǎng)公司每年投入大量資金用于遙感數(shù)據(jù)的更新和采購(gòu),這些企業(yè)性需求為遙感產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)突破性發(fā)展奠定了非常扎實(shí)的市場(chǎng)基礎(chǔ)。
2.國(guó)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,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)的“陸地衛(wèi)星”MSS、TM是我國(guó)早期遙感衛(wèi)星應(yīng)用研究與生產(chǎn)領(lǐng)域的主要信息來(lái)源。2012年美國(guó)數(shù)字地球公司(Gigital Globe)收購(gòu)了地眼(GeoEye)公司后,與歐洲的阿斯特里姆公司成為世界上最大的兩家衛(wèi)星遙感運(yùn)營(yíng)商,占有全球74%的遙感影像市場(chǎng)。亞洲的日本、韓國(guó)和印度等國(guó)家很早就開(kāi)始發(fā)展本國(guó)的商業(yè)遙感衛(wèi)星,印度甚至已經(jīng)將0.25米分辨率的商業(yè)遙感衛(wèi)星研制列入國(guó)會(huì)預(yù)算(測(cè)繪地理信息發(fā)展動(dòng)態(tài)項(xiàng)目)。在我國(guó),2005年國(guó)家科技部、北京市科委、國(guó)土資源部和國(guó)家測(cè)繪地理信息局聯(lián)合北京宇視藍(lán)圖信息技術(shù)有限公司,向英國(guó)薩里衛(wèi)星技術(shù)有限公司采購(gòu)了“北京一號(hào)”型對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星,開(kāi)展商業(yè)化應(yīng)用;隨著我國(guó)近年遙感衛(wèi)星發(fā)射的增加和國(guó)家高分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)系統(tǒng)重大專(zhuān)項(xiàng)的實(shí)施,開(kāi)始逐步自主生產(chǎn)遙感數(shù)據(jù),并開(kāi)展了民用衛(wèi)星的商業(yè)化。但在商業(yè)遙感領(lǐng)域,由于國(guó)外衛(wèi)星指標(biāo)優(yōu)、服務(wù)好,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯,目前我國(guó)仍處于國(guó)外衛(wèi)星壟斷階段,國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星的商業(yè)化還任重而道遠(yuǎn)。
3.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
基于遙感應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的巨大市場(chǎng)潛力和遙感技術(shù)的巨大牽引效益,國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)、國(guó)家財(cái)政部于2012年底將發(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(zhuān)項(xiàng)支持,面向全國(guó)了專(zhuān)項(xiàng)申報(bào)指南《關(guān)于2013年組織實(shí)施衛(wèi)星及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)的補(bǔ)充通知》(發(fā)改辦高技〔2012〕3581號(hào))。在衛(wèi)星遙感領(lǐng)域,《補(bǔ)充通知》強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)支持高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用、衛(wèi)星技術(shù)綜合應(yīng)用服務(wù)示范,優(yōu)先支持由企業(yè)牽頭、采用社會(huì)化服務(wù)模式、示范意義重大的項(xiàng)目,著力推動(dòng)自主衛(wèi)星數(shù)據(jù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)行業(yè)、領(lǐng)域和重點(diǎn)地區(qū)發(fā)揮重要作用;支持高分辨率遙感小衛(wèi)星的自主研制及應(yīng)用,鼓勵(lì)開(kāi)展衛(wèi)星遙感商業(yè)應(yīng)用模式創(chuàng)新。
事實(shí)上,通過(guò)政府引導(dǎo)和扶持并獲得迅速發(fā)展的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)產(chǎn)業(yè)已有先例。中國(guó)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商之前一直發(fā)展緩慢,2007年國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)和原國(guó)防科工委了《促進(jìn)衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干意見(jiàn)的通知》(發(fā)改高技〔2007〕3057號(hào))。2009年,以“打造亞洲第一、世界一流的衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)綜合服務(wù)企業(yè)”為目標(biāo)的中國(guó)衛(wèi)通公司重組后并入中國(guó)航天科技集團(tuán)公司,新公司充分整合集團(tuán)內(nèi)外衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)和應(yīng)用業(yè)務(wù)資源,構(gòu)建了較為完善的天地一體化服務(wù)體系。經(jīng)過(guò)近年的快速發(fā)展,中國(guó)衛(wèi)通公司的國(guó)際排名和知名度大幅上升,實(shí)現(xiàn)了中國(guó)商業(yè)通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)在政府引導(dǎo)和扶持下“又好又快”的發(fā)展預(yù)期。
因而有理由相信,政府對(duì)高分辨率衛(wèi)星遙感技術(shù)應(yīng)用的支持,必將有力促進(jìn)我國(guó)未來(lái)商業(yè)遙感產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。
二、當(dāng)前制約我國(guó)遙感衛(wèi)星商業(yè)化的主要因素
產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素往往非常復(fù)雜,產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的內(nèi)在發(fā)展、政治經(jīng)濟(jì)的環(huán)境作用都可能影響甚至改變一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和方向。就我國(guó)當(dāng)前遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展而言,主要制約因素簡(jiǎn)要分析如下。
1.遙感衛(wèi)星投資成本高,盈利周期長(zhǎng)
遙感衛(wèi)星屬于高技術(shù)產(chǎn)品,其搭載的有效載荷系統(tǒng)(高分辨率相機(jī))的研制難度大,研制經(jīng)費(fèi)往往處于數(shù)億元量級(jí)。從衛(wèi)星發(fā)射到運(yùn)營(yíng)涉及衛(wèi)星系統(tǒng)、運(yùn)載火箭系統(tǒng)、發(fā)射場(chǎng)系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)以及地面系統(tǒng),整個(gè)項(xiàng)目前期經(jīng)費(fèi)投資可達(dá)10億元人民幣量級(jí)。而我國(guó)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)商主要以銷(xiāo)售國(guó)外衛(wèi)里數(shù)據(jù)為主,產(chǎn)值和利潤(rùn)很大一部分被國(guó)外公司提取,難以一次性投入如此巨大的建設(shè)資金。因而遙感衛(wèi)星特別是離分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)衛(wèi)星的前期投入,對(duì)目前我國(guó)現(xiàn)有遙感數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)商是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。
同時(shí),遙感衛(wèi)星盈利周期較長(zhǎng),短時(shí)間難以收回成本??v觀(guān)國(guó)際商業(yè)遙感市場(chǎng),不乏失敗的商業(yè)遙感衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)案例,德國(guó)的快眼公司(RapidEye)因缺少政府支持,經(jīng)營(yíng)不善,被加拿大的光學(xué)衛(wèi)星圖像經(jīng)銷(xiāo)商Iunctus測(cè)繪公司收購(gòu)。而2010年,在金融危機(jī)肆虐的時(shí)候,美國(guó)政府批準(zhǔn)了新一代“增強(qiáng)觀(guān)察”國(guó)家觀(guān)測(cè)計(jì)劃。由美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)局(NGA)與美國(guó)商業(yè)公司簽約,在未來(lái)10年采購(gòu)高達(dá)73億美元的高分辨率衛(wèi)星影像,為美國(guó)商業(yè)遙感衛(wèi)星的良好運(yùn)營(yíng)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由此可見(jiàn),商業(yè)遙感衛(wèi)星的健康發(fā)展離不開(kāi)國(guó)家政府長(zhǎng)期穩(wěn)定的支持。
2.遙感產(chǎn)業(yè)面臨巨大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力
前已述及,當(dāng)前國(guó)內(nèi)商業(yè)遙感數(shù)據(jù)基本為國(guó)外所壟斷,價(jià)格偏高。但在我國(guó)商業(yè)高分辨率遙感衛(wèi)星發(fā)射之初,國(guó)外商業(yè)衛(wèi)星公司很可能通過(guò)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)方式對(duì)國(guó)產(chǎn)商業(yè)遙感衛(wèi)星進(jìn)行打壓。未來(lái)遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品的價(jià)格可能降低至當(dāng)前的三分之一,甚至更低的水平。
同時(shí),當(dāng)前地理數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)服務(wù)的營(yíng)收方式也在發(fā)生著重大變化,以谷歌、高德等公司為代表的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),免費(fèi)向公眾開(kāi)放了大量地圖數(shù)據(jù),其中谷歌公司直接租用甚至購(gòu)買(mǎi)遙感衛(wèi)星進(jìn)行影像數(shù)據(jù)的采集,但其主要收入?yún)s來(lái)自于直接銷(xiāo)售影像數(shù)據(jù)之外的增值服務(wù)。
可以預(yù)見(jiàn),未來(lái)中國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,既有國(guó)內(nèi)外同行的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)壓力,也面臨上下游產(chǎn)業(yè)合縱連橫的壓力。
3.國(guó)內(nèi)商業(yè)遙感市場(chǎng)的培育尚不充分
產(chǎn)業(yè)發(fā)展一般分為4個(gè)階段:形成期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期。產(chǎn)業(yè)形成期市場(chǎng)規(guī)模較小,增速較低,市場(chǎng)尚處于孕育階段;產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)期市場(chǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大,被稱(chēng)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的黃金時(shí)期;經(jīng)上一階段的快速發(fā)展之后產(chǎn)業(yè)進(jìn)入成熟期,增速趨緩,市場(chǎng)逐漸飽和;在成熟期之后,由于技術(shù)、環(huán)境等因素的變化影響,產(chǎn)業(yè)逐漸進(jìn)入衰退期,市場(chǎng)規(guī)模逐漸萎縮。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)商業(yè)遙感市場(chǎng)培育尚不充分,商業(yè)遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段尚處于產(chǎn)業(yè)形成期或成長(zhǎng)期初期。經(jīng)過(guò)分析,我們認(rèn)為,當(dāng)前存在市場(chǎng)規(guī)模偏小的情況,未來(lái)高分辨率商業(yè)遙感產(chǎn)業(yè)具有巨大的市場(chǎng)潛力。由于當(dāng)前走勢(shì)決定產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展是否進(jìn)入快速上升期,因而現(xiàn)階段是我國(guó)商業(yè)遙感產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。
三、推動(dòng)我國(guó)遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展的策略分析
上面簡(jiǎn)要分析了國(guó)內(nèi)高分辨率遙感應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的一些主要問(wèn)題。經(jīng)過(guò)認(rèn)真調(diào)研,我們認(rèn)為,要實(shí)現(xiàn)我國(guó)遙感衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)健康有序地發(fā)展,需要在以下幾方面開(kāi)展重點(diǎn)研究并采取相應(yīng)措施。
1.依靠技術(shù)進(jìn)步與軍民轉(zhuǎn)化,加大小衛(wèi)星研制力度以降低成本
技術(shù)進(jìn)步是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的靈魂。2013年我國(guó)成功發(fā)射了5顆遙感衛(wèi)星,尤其是高分1號(hào)的成功發(fā)射,標(biāo)志著我國(guó)高分辨率衛(wèi)星研制技術(shù)日趨成熟。但如何有效地在商業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化為應(yīng)用,大力降低高分辨率商業(yè)衛(wèi)星的研制成本,是實(shí)現(xiàn)我國(guó)高分辨率遙感衛(wèi)星商業(yè)化的重要基礎(chǔ)性工作。
根據(jù)衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀和未來(lái)方向,由于具有功能密度大、技術(shù)含量高、研制和發(fā)射成本低等特點(diǎn),且研制周期較短并易于組網(wǎng),小衛(wèi)星是商業(yè)高分辨率遙感衛(wèi)星發(fā)展的首選。同時(shí),技術(shù)進(jìn)步和軍民技術(shù)的轉(zhuǎn)化可有力促進(jìn)衛(wèi)星研制成本的降低,發(fā)展商業(yè)遙感衛(wèi)星可優(yōu)先選用承擔(dān)國(guó)內(nèi)高分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)重大專(zhuān)項(xiàng)和軍用遙感衛(wèi)星研制任務(wù)的單位作為商業(yè)遙感衛(wèi)星供應(yīng)商,加快軍民技術(shù)轉(zhuǎn)化,降低衛(wèi)星研制成本。
2.優(yōu)化統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)資源,形成發(fā)展合力
在目前技術(shù)發(fā)展階段,高分辨率遙感衛(wèi)星研制、發(fā)射和地面運(yùn)營(yíng)投入巨大,需要衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行多渠道籌資。由于我國(guó)衛(wèi)星遙感產(chǎn)業(yè)尚處于成長(zhǎng)初期,其增長(zhǎng)率和短期回報(bào)相對(duì)較低,進(jìn)行單個(gè)項(xiàng)目的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)時(shí),其內(nèi)部收益率等財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)與成熟行業(yè)相比尚有一定的差距,因而國(guó)內(nèi)普通中、小型遙感數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)企業(yè)難以支撐和推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的大跨步發(fā)展,需要相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)有長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光和社會(huì)責(zé)任感的集團(tuán)公司或大型企業(yè),以戰(zhàn)略勇氣和魄力來(lái)進(jìn)行投資決策。
當(dāng)前,我國(guó)正在實(shí)施高分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)系統(tǒng)重大科技專(zhuān)項(xiàng)。商業(yè)遙感衛(wèi)星應(yīng)用需要充分利用這一產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì),推出具有大視野、高平臺(tái)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭羊,從衛(wèi)星系統(tǒng)、地面系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)加工和渠道分發(fā)等方面統(tǒng)籌國(guó)內(nèi)各級(jí)優(yōu)勢(shì)資源,建立現(xiàn)代企業(yè)制度,并積極引進(jìn)戰(zhàn)略投資者,抓住時(shí)機(jī),為中國(guó)遙感產(chǎn)業(yè)開(kāi)創(chuàng)一片新天地。
3.政府提供政策支持,保護(hù)國(guó)產(chǎn)化數(shù)據(jù)的先期運(yùn)營(yíng)
考慮到當(dāng)前高分辨率對(duì)地觀(guān)測(cè)商業(yè)市場(chǎng)為國(guó)外衛(wèi)星所壟斷,價(jià)格居高不下,一旦國(guó)內(nèi)企業(yè)投入巨資,企圖打破這一壟斷局面,國(guó)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)價(jià)格就可能出現(xiàn)一個(gè)斷崖式下跌,以期將新生的國(guó)產(chǎn)高分辨率商業(yè)遙感運(yùn)營(yíng)企業(yè)扼殺于搖籃。由于我國(guó)高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展,其意義絕不是單個(gè)公司的具體經(jīng)濟(jì)行為,更具有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的突破性意義和重大的社會(huì)效益,因而政府部門(mén)有理由出臺(tái)保護(hù)國(guó)產(chǎn)化遙感數(shù)據(jù)先期運(yùn)營(yíng)的相關(guān)政策,如參照美國(guó)國(guó)家地理空間情報(bào)局的做法,在衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)的前幾年,保證以不低于合約價(jià)格優(yōu)先采購(gòu)國(guó)產(chǎn)高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù),以免由于惡性競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致國(guó)內(nèi)遙感產(chǎn)業(yè)錯(cuò)失發(fā)展良機(jī)。
4.著力推動(dòng)新興市場(chǎng),形成完整的遙感產(chǎn)業(yè)鏈條
遙感數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)商尚需加強(qiáng)市場(chǎng)開(kāi)拓,一方面要緊緊抓住政府部門(mén)作為主要客戶(hù),加強(qiáng)國(guó)產(chǎn)高分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)在土地資源、礦產(chǎn)資源、農(nóng)作物和森林覆蓋、生物資源以及在城市規(guī)劃、災(zāi)害和環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用;另一方面,需要大力開(kāi)發(fā)新的市場(chǎng)領(lǐng)域,根據(jù)市場(chǎng)需求積極研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品和增值產(chǎn)品,加強(qiáng)與百度、阿里巴巴、騰訊等互聯(lián)網(wǎng)公司的合作,完善上下游產(chǎn)業(yè)鏈條,實(shí)現(xiàn)“跨界、融合、共贏(yíng)”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展新格局。
四、結(jié)語(yǔ)
“一閃一閃亮晶晶,漫天都是小星星,掛在天上放光明,好像無(wú)數(shù)小眼睛,……”這首耳熟能詳?shù)母柚{和那些閃閃發(fā)亮的“眼睛”曾陪伴我們走過(guò)無(wú)數(shù)個(gè)夜晚。如今,這些曾經(jīng)不起眼的“眼睛”,許多都被先進(jìn)科技賦予了新的使命,與我們的生活更加息息相關(guān),“環(huán)境一號(hào)”C星就是其中之一。
“環(huán)境一號(hào)”C星的微波遙感之路
2012年11月19日,我國(guó)首顆民用雷達(dá)衛(wèi)星“環(huán)境一號(hào)”C星成功發(fā)射,它將與它的“兄弟”——環(huán)境一號(hào)”A、B星一同構(gòu)成專(zhuān)門(mén)用于環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)的小衛(wèi)星星座。它們肩負(fù)著及時(shí)反映生態(tài)環(huán)境和災(zāi)害發(fā)生、發(fā)展過(guò)程,對(duì)生態(tài)環(huán)境和災(zāi)害發(fā)展變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè),對(duì)災(zāi)情進(jìn)行快速評(píng)估,為緊急救援、災(zāi)后救助和重建工作提供科學(xué)依據(jù)的使命。這是繼氣象、海洋、資源衛(wèi)星系列之后發(fā)射的又一新型民用衛(wèi)星系統(tǒng),彌補(bǔ)了我國(guó)在環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的不足。
“環(huán)境一號(hào)”C星作為最年輕、科技含量最高的成員,在這個(gè)系統(tǒng)中起到了舉足輕重的作用,成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。那么,C星到底有什么獨(dú)特之處呢?
此次發(fā)射的C星屬于合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星,它采用了“新血統(tǒng)”——微波遙感技術(shù)。與此前發(fā)射的“環(huán)境一號(hào)”A、B星運(yùn)用的光學(xué)遙感技術(shù)相比,微波遙感雖然起步較晚,實(shí)際應(yīng)用也不如光學(xué)遙感普遍,但它卻有其獨(dú)特之處和顯著優(yōu)勢(shì)。
作為監(jiān)測(cè)衛(wèi)星最重要的“千里眼”,C星運(yùn)用的雷達(dá)是主動(dòng)微波傳感器,不依賴(lài)于光照和天氣條件,能夠在各種惡劣氣候條件下全天時(shí)、全天候地進(jìn)行對(duì)地觀(guān)測(cè)。這對(duì)于多云多雨地區(qū)的環(huán)境監(jiān)測(cè)以及突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急響應(yīng)具有重要意義。同時(shí),C星的雷達(dá)在波長(zhǎng)、成像方式等方面與光學(xué)傳感器有顯著不同,微波遙感采取側(cè)視成像,使用的波長(zhǎng)比光學(xué)遙感長(zhǎng),在穿透性、地表粗糙度、地物幾何形狀、介電性質(zhì)等方面的性能比光學(xué)遙感強(qiáng),能夠獲取獨(dú)特的地表觀(guān)測(cè)信息,有助于對(duì)特定目標(biāo)(如水電站)的識(shí)別和生態(tài)環(huán)境信息(如土壤含水量和森林生物量)的獲取。
C星的組網(wǎng)加入,進(jìn)一步擴(kuò)大了目前監(jiān)測(cè)的時(shí)段與范圍,實(shí)現(xiàn)了立體觀(guān)測(cè)、多維度觀(guān)測(cè)、信息觀(guān)測(cè)的“能力集成”,大大增強(qiáng)了我國(guó)大環(huán)境變化與災(zāi)害觀(guān)測(cè)能力。與此同時(shí),“環(huán)境一號(hào)”C星利用其獨(dú)特的特性與光學(xué)、紅外等監(jiān)測(cè)手段取長(zhǎng)補(bǔ)短,形成信息技術(shù)的核心部分,在未來(lái)的空間運(yùn)用中也將起到不可替代的作用。
做環(huán)境監(jiān)測(cè)的眼睛
我國(guó)是世界上自然災(zāi)害最多的國(guó)家之一,而且自然災(zāi)害種類(lèi)多、頻率高,長(zhǎng)期以來(lái)由于缺乏有效的手段對(duì)環(huán)境和災(zāi)害進(jìn)行全天候全方位的監(jiān)測(cè),因此受災(zāi)損失也極為慘重。尤其是在2008年的汶川大地震和2010年的舟曲泥石流中,我國(guó)在這方面的薄弱之處更是暴露無(wú)遺。如今“環(huán)境一號(hào)”C星的成功升空,可以說(shuō)是解決我國(guó)目前環(huán)境監(jiān)測(cè)狀況的關(guān)鍵,在監(jiān)測(cè)重要環(huán)境領(lǐng)域、環(huán)境監(jiān)管和環(huán)境應(yīng)急方面有十分重要的意義。
“環(huán)境一號(hào)”C星這顆眼睛除了在應(yīng)對(duì)突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急響應(yīng)之外還可以在哪些重要的環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮監(jiān)測(cè)作用呢?
在大型水體和近海海域水污染監(jiān)測(cè)方面,C星的雷達(dá)數(shù)據(jù)可以對(duì)大型水體進(jìn)行全天候水華監(jiān)測(cè),對(duì)近岸海域可以輔助光學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行赤潮、滸苔遙感監(jiān)測(cè),而對(duì)渤海、黃海等重點(diǎn)海域還可以進(jìn)行溢油污染監(jiān)測(cè)、預(yù)警和評(píng)價(jià);在飲用水源地保護(hù)區(qū)監(jiān)測(cè)方面,C星則可以對(duì)飲用水源地保護(hù)區(qū)內(nèi)的圍網(wǎng)養(yǎng)殖進(jìn)行有效識(shí)別,確定其范圍、規(guī)模及其變化,為飲用水源地保護(hù)提供信息支持。
在土地利用/土地覆蓋分類(lèi)方面,C星綜合應(yīng)用雷達(dá)影像與光學(xué)影像數(shù)據(jù),可以進(jìn)行中尺度土地利用、土地覆蓋與生態(tài)系統(tǒng)分類(lèi),拓展分類(lèi)體系,提高效率和精度;在生態(tài)環(huán)境參數(shù)反演方面,雷達(dá)數(shù)據(jù)可以敏感地反映土壤水分、森林生物量等生態(tài)參數(shù)的變化,從而對(duì)生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的綜合評(píng)估提供輔助參考信息;在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方面,C星可以輔以其他地面監(jiān)測(cè)等數(shù)據(jù),從生態(tài)安全、生態(tài)系統(tǒng)健康、生態(tài)環(huán)境承載力等方面進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、變化趨勢(shì)分析等。
在礦山資源開(kāi)發(fā)方面,C星可以對(duì)如南方稀土開(kāi)發(fā)、露天鐵礦、露天煤礦進(jìn)行遙感監(jiān)管,識(shí)別其位置、范圍、動(dòng)態(tài)及其對(duì)周?chē)h(huán)境的影響;在自然保護(hù)區(qū)人類(lèi)干擾監(jiān)管方面,可以識(shí)別出自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的人類(lèi)活動(dòng),并評(píng)價(jià)其影響程度;在多類(lèi)型固廢堆場(chǎng)監(jiān)管方面,可以對(duì)如錳渣、磷石膏、粉煤灰、煤矸石等固廢堆場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)管,輔助光學(xué)數(shù)據(jù)識(shí)別其點(diǎn)位、范圍及其可能的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn);在核電站與電磁輻射監(jiān)管方面,C星利用雷達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)在建、運(yùn)行設(shè)施的穿透性及對(duì)高壓線(xiàn)塔的監(jiān)測(cè)能力,監(jiān)測(cè)核電站建設(shè)和運(yùn)行情況及高壓線(xiàn)塔的空間分布,為核電站與輻射監(jiān)管提供信息支持;在水電開(kāi)發(fā)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、大型工程建設(shè)、區(qū)域環(huán)境影響評(píng)價(jià)等方面,可以對(duì)敏感目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別并分析其變化情況,為區(qū)域、項(xiàng)目的環(huán)境影響與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供信息支持。
另外,C星也將在減災(zāi)領(lǐng)域中,如洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)、旱災(zāi)監(jiān)測(cè)、雪災(zāi)監(jiān)測(cè)、滑坡及泥石流監(jiān)測(cè)、冰凌監(jiān)測(cè)和海冰監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要作用。
未來(lái)將組建“4+4”星座
隨著環(huán)境一號(hào)C星升空,我國(guó)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星組成了“2+1”星座,這成為我國(guó)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)組網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ),也是我國(guó)第一個(gè)多星多載荷民用對(duì)地觀(guān)測(cè)系統(tǒng),構(gòu)成了由地面應(yīng)用系統(tǒng)和空間觀(guān)測(cè)體系相結(jié)合的天地一體化環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系。
據(jù)環(huán)境一號(hào)C星總設(shè)計(jì)師張潤(rùn)寧介紹說(shuō),近年來(lái),環(huán)境保護(hù)部已開(kāi)展了一系列環(huán)境遙感應(yīng)用,并已逐步融入環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)察、生態(tài)保護(hù)、環(huán)境應(yīng)急、核安全監(jiān)管、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等主要業(yè)務(wù)領(lǐng)域,為環(huán)境管理決策提供了重要技術(shù)支撐。
接下來(lái),針對(duì)我國(guó)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、災(zāi)害頻發(fā)的特點(diǎn),專(zhuān)家在論證構(gòu)建環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)天基系統(tǒng)時(shí),提出了“4+4”星座的概念,即通過(guò)發(fā)射4顆光學(xué)小衛(wèi)星和4顆合成孔徑雷達(dá)小衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)及世界范圍內(nèi)的環(huán)境和災(zāi)害全天候、短重復(fù)周期的有效監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)。在這個(gè)星座中,每顆衛(wèi)星都將根據(jù)裝載的有效載荷承擔(dān)重要任務(wù),綜合監(jiān)測(cè)效果可以覆蓋絕大多數(shù)類(lèi)型的環(huán)境和災(zāi)害地區(qū)。特別是在重大災(zāi)害面前,“4+4”星座的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)綜合能力將得到充分發(fā)揮,可以排除氣候、天氣等條件的干擾。
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