高分卫星真“高分”
2019年3月21日,我国高分辨率对地观测系统重大专项(以下简称高分专项)的两颗卫星——高分五号、六号卫星正式投入使用。自2010年批准启动实施以来,高分专项已成功发射六颗卫星,数据源不断丰富。
作为国内光谱分辨率最高的卫星,高分五号还是国际上首次实现对大气和陆地进行综合观测的全谱段高光谱卫星。有了高光谱分辨率这项技能的加持,高分五号在环境监测上更加“火眼金睛”。比如,卫星在进行水体监测时,没有高光谱手段,很难区分水体里的水草和水华,给出的反馈是同一类物质。分辨率提高后,高分五号卫星能够精确感知雾霾、臭氧、二氧化氮、二氧化硫等大气主要污染物的分布、变化和运输过程,让污染气体无处遁形。高分五号卫星还能准确鉴别饮用水源地、重点湖库的水质情况,及时跟踪内陆水体蓝藻、绿藻、黄藻等藻类污染物的生长变化,为水体保护和污染防治提供解决方案。在轨测试期间,高分五号还成功地监测了北京局部地区高温、青藏高原冰川群和积雪分布等情况,并为2018年雅鲁藏布江米林滑坡堰塞湖、印尼海啸等国内外灾害及时提供了应急观测服务。
高分六号的特别之处则在于新增了两个红边波段传感器,是我国第一颗具备红边波段传感器的卫星。正是因为有了这两个红边波段传感器,高分六号被誉为“中国农业一号卫星”。在高分六号之前,高分卫星的遥感数据已经应用于农业。但是,作物生长时间一般较短,对卫星监测的时效性要求较高,而且我国地域广阔,作物类型多样,种植结构复杂,作物监测内容较多,此前的遥感数据不能完全满足要求。
周清波介绍,高分六号在轨测试期间,他们重点对该星新增波段的应用效果进行了测试。测试结果表明,增加红边等波段后,卫星影像的颜色更加丰富多彩,增强了不同地表覆盖,特别是不同作物类型和不同生长状态之间的差异的识别能力。而且,在作物类型识别、作物长势诊断、果园等农用地监测中,精度都有不同程度的提高。比如,土地覆盖监测和秋收作物识别的总体精度分别提高了15%和9%以上。
高分六号投入使用后,与高分一号卫星组网,对我国陆地区域的重访时间由4天缩短为2天,时间分辨率提高一倍,极大提高了遥感数据的获取规模和时效。目前,科研人员利用高分六号的新增波段,改进了作物识别、农田洪涝灾害监测、土地沙化调查、积雪覆盖监测等技术方法和模型,并已用于2018年的玉米和大豆面积监测、安徽洪涝灾害作物损失评价、部分地区果园和设施农业分布调查等工作。
高分五号、六号投入使用后,极大缓解了我国对国外卫星遥感数据的依赖,也有效弥补国内外已有中高空间分辨率多光谱卫星资源的不足,提升国产遥感卫星数据的自给率和应用范围。不过,“目前来看,可用的国内外卫星数据还远不能满足应用的需求,在覆盖能力、重访能力方面还很不足。”赵少华指出,我们还需要更多的环境专用载荷,需要更多的卫星一起组网,提高监测水平。此外,赵少华还强调,高效使用数据是卫星应用成效发挥的重要环节。针对很多新型载荷,我们需要更多地加强其应用算法的研究。
工业和信息化部副部长、国防科工局局长、国家航天局局长张克俭表示,今年年底,我国还将发射高分七号卫星,全部完成天基系统的建设任务,高分专项的重点将转向应用体系的建设上,进一步健全高分专项的共享渠道、畅通高分数据应用的高速公路,不断丰富和完善高分数据应用产品体系,使越来越多的遥感数据应用产品服务于国内,并走向国际。
(有删改)