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高分辨率遥感仪器的发展

随着对地观测技术的进步以及人们对地球资源和环境的认识不断深化,用户对高分辨率遥感数据的质量和数量的要求在不断提高。高分辨率卫星影像主要包括的特征有:地物纹理信息丰富;成像光谱波段多;重访时间短。

  高分辨率遥感卫星最初是用来获取敌对国家经济、军事情报,以及地理空间数据。到1999年,美国太空成像公司第一颗商业高分辨率遥感卫星IKONOS的发射成功,开创了商业高分辨率遥感卫星的新时代。美国商业高分辨率卫星产业在短短7年内取得了巨大的进展,目前在轨运行的1 m分辨率以上的卫星有4颗,分别是空间成像公司的IKONOS(1 m)、数字地球公司的Quikbird(0.61 m)、轨道影像公司的Orbview-3(1 m)和以色列成像卫星国际公司EROS-B1(0.5 m)。尽管目前美国是世界军民两用成像卫星市场的主导者,但其他国家部分分辨率稍低的卫星也对其形成一定的竞争。这其中主要包括:以色列的EROS-A卫星,分辨率为1-1.8 m;法国的SPOT卫星,分辨率2.5 m;台湾的“华卫2号”卫星,分辨率为2 m。而在2006年,部分国家还发射了一些分辨率在1 m以内的光学成像卫星,包括:以色列的EROS-B卫星,分辨率为0.7 m;俄罗斯的“资源-DK”卫星,分辨率为1 m;印度的“制图星-2”,分辨率为1 m;韩国的“多用途卫星-2”(Kompsat-2),分辨率为1 m。基于提升市场竞争力的考虑,2007年内美国将发射分辨率可以达到0.5 m以内的高分辨率卫星“世界观测(Worldview,0.5 m)”和“轨道观测-5(Orbview-5,0.41 m)”。可以肯定,今后发射的卫星,其影像空间分辨率将会越来越高,大有接近甚至超过军用卫星的发展趋势。

  高空间分辨率遥感信息能够较好地满足诸多用户的需求,并促进了高光谱分辨率遥感的发展。同时资源调查、农作物长势、病虫害、土壤状况、地质勘查等领域,对光谱分辨率要求的不断提高,使光谱分辨率从微米级的多光谱向纳米级的超光谱发展。有效载荷品种从可见光、中、热红外、微波向超光谱、多频多极化合成孔径雷达扩展。EO-1卫星内装高光谱成像仪(HYPERION),共有220个波段(0.4 μ m ~2.5 μm范围内),30 m地面分辨率,用于地物波谱测量和成像、海洋水色要素测量以及大气水汽/气溶胶/云参数测量等,其性能比EOS Terra卫星上的MODIS(36个波段)要好得多。在目前已研发的成像光谱仪中,美国的Lewis卫星(发射失败)携带的超光谱成像仪(HIS),利用两个焦平面探测器,在0.4 μm~2.5 μm光谱范围,提供384个光谱段的图像数据,光谱分辨率达5 nm。

    重复获得一次新的信息需要的时间间隔,对于分析地物动态变迁、监测环境具有重要的作用。在农业遥感应用上,用于进行作物长势动态、灾害等地表变化快的监测,对高时间分辨率遥感影像的使用提出了极高的要求。目前遥感影像的时间分辨率已可达从几天到几小时的重访周期。我国2004年10月发射的风云二号C星,携带的遥感仪器在36 000 km高空“凝视”地球,具有很高的时间分辨率,可以观测到大气中生命期为几个小时的中小尺度天气系统及其演变过程,对中小尺度天气系统所造成的灾害性天气的动态监视具有独特的优势。

  由此可见,传感器向高分辨率方向发展,已经成为对地观测系统未来发展的重要趋势之一。

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产品关键词:遥感,分辨率,仪器
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