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2024年11月22日
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6月2日，高分六號(hào)衛(wèi)星成功飛向太空，我國(guó)天地一體化的對(duì)地觀測(cè)能力進(jìn)一步提升。每一顆高分系列衛(wèi)星都有著自己的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)和使命，對(duì)于高分六號(hào)衛(wèi)星而言，其優(yōu)勢(shì)和使命可以用一個(gè)詞來(lái)形容——“中國(guó)農(nóng)業(yè)一號(hào)衛(wèi)星”。
“這是我國(guó)第一顆真正意義上的農(nóng)業(yè)遙感衛(wèi)星，可以說(shuō)是‘中國(guó)農(nóng)業(yè)一號(hào)衛(wèi)星’。”作為高分六號(hào)衛(wèi)星的牽頭主用戶，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部的有關(guān)負(fù)責(zé)人指出，高分六號(hào)衛(wèi)星數(shù)據(jù)將在農(nóng)業(yè)農(nóng)村等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，有效扭轉(zhuǎn)目前長(zhǎng)期依賴國(guó)外同類衛(wèi)星數(shù)據(jù)的局面，強(qiáng)化農(nóng)業(yè)農(nóng)村管理的現(xiàn)代化和信息化。
真正意義上的農(nóng)業(yè)遙感衛(wèi)星
在高分六號(hào)發(fā)射之前，我國(guó)已成功發(fā)射并穩(wěn)定運(yùn)行5顆高分系列衛(wèi)星，高時(shí)空分辨遙感數(shù)據(jù)保障率有效提升。這些衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)不少已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，成為農(nóng)業(yè)遙感的主要數(shù)據(jù)源之一，并在一定程度上打破了我國(guó)農(nóng)業(yè)遙感中高分辨率遙感數(shù)據(jù)長(zhǎng)期依賴國(guó)外衛(wèi)星的局面。
比如，利用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)開(kāi)展全國(guó)小麥、玉米、水稻、大豆、棉花、油菜和甘蔗等作物面積監(jiān)測(cè)、長(zhǎng)勢(shì)評(píng)估、產(chǎn)量預(yù)測(cè)等，特別是在年度全國(guó)冬小麥、北方水稻等作物種植面積變化監(jiān)測(cè)、資源本底調(diào)查中，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已全部取代國(guó)外同類數(shù)據(jù)；開(kāi)展全國(guó)陸地養(yǎng)殖水面分布、耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量臺(tái)賬建設(shè)等；開(kāi)展農(nóng)業(yè)旱災(zāi)、農(nóng)田澇害、作物病害蟲(chóng)害等受災(zāi)區(qū)域應(yīng)急監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)跟蹤，評(píng)估災(zāi)害損失等。
“但是，相比其他領(lǐng)域的遙感監(jiān)測(cè)，農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測(cè)更具復(fù)雜性和特殊性。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部有關(guān)負(fù)責(zé)人解釋，農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)時(shí)間短，作物生長(zhǎng)一般就幾個(gè)月，適合開(kāi)展遙感監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵期就1到2個(gè)月，需要快速開(kāi)展監(jiān)測(cè)，時(shí)效性要求較高。同時(shí)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容多，我國(guó)地域廣闊，作物類型多樣，種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作物監(jiān)測(cè)內(nèi)容較多。此外，數(shù)據(jù)要求高，南方地區(qū)云雨天氣多，除傳統(tǒng)的光學(xué)衛(wèi)星遙感外，還需要雷達(dá)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。
這些問(wèn)題，高分六號(hào)有望解決。高分六號(hào)具有大范圍、重訪周期短、定量化探測(cè)等優(yōu)勢(shì)，可滿足多種空間分辨率、多種光譜分辨率、多源遙感數(shù)據(jù)需求。“高分六號(hào)衛(wèi)星是我國(guó)第一顆具備‘紅邊’譜段傳感器的衛(wèi)星，也是世界上第一顆具備‘紅邊’譜段的寬視場(chǎng)多光譜中高分辨率衛(wèi)星。這對(duì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村遙感監(jiān)測(cè)非常重要，是真正意義上的‘中國(guó)農(nóng)業(yè)一號(hào)衛(wèi)星’。”上述負(fù)責(zé)人說(shuō)。
高分辨率和寬幅成像能力的結(jié)合
高分專項(xiàng)工程總師、國(guó)防科工局重大專項(xiàng)工程中心主任童旭東解釋，通俗地講，衛(wèi)星相當(dāng)于高掛在地球上空的巨大相機(jī)。空間分辨率是指從衛(wèi)星照片上能辨別地面目標(biāo)的最小尺寸；時(shí)間分辨率是指衛(wèi)星重復(fù)觀察同一地面物體所需要的時(shí)間；光譜分辨率是指遙感器接受目標(biāo)輻射時(shí)能分辨的最小波長(zhǎng)間隔，地球上不同的元素及其化合物都有自己獨(dú)特的光譜特征，光譜因此被視為辨別物質(zhì)的“指紋”。
“一般而言，空間分辨率和時(shí)間分辨率是一對(duì)‘冤家’，需要犧牲一方來(lái)保證另一方，但高分六號(hào)實(shí)現(xiàn)了這兩點(diǎn)的優(yōu)化組合，具備中高分辨率和寬幅成像能力的結(jié)合，可滿足多種空間分辨率、多種光譜分辨率、多源遙感數(shù)據(jù)需求。”童旭東說(shuō)。
高分辨率和寬幅成像能力的結(jié)合，是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
高分六號(hào)搭載了2米全色/8米多光譜高分辨率相機(jī)和16米多光譜中分辨率寬幅相機(jī)兩個(gè)光學(xué)傳感器，可以獲取從紫到近紅外譜段的多光譜遙感數(shù)據(jù)，童旭東強(qiáng)調(diào)。這使得高分六號(hào)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米、大豆、棉花、馬鈴薯等同期生長(zhǎng)的大宗作物，以及大蒜、生姜、枸杞等經(jīng)濟(jì)作物開(kāi)展田塊級(jí)的精細(xì)識(shí)別，助力高精度、定量化和大范圍的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和農(nóng)業(yè)資源環(huán)境要素監(jiān)測(cè)；還可開(kāi)展葉綠素含量等作物養(yǎng)分含量監(jiān)測(cè)，對(duì)農(nóng)作物估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查和農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有十分重要的作用。
初步構(gòu)建天地一體化對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)
自2010年高分專項(xiàng)立項(xiàng)以來(lái)，我國(guó)已發(fā)射了高分一號(hào)高分寬幅、高分二號(hào)亞米全色、高分三號(hào)1米雷達(dá)、高分四號(hào)同步凝視、高分五號(hào)高光譜觀測(cè)等多顆衛(wèi)星，數(shù)據(jù)源不斷豐富。迄今為止，涵蓋不同空間分辨率、不同覆蓋寬度、不同譜段、不同重訪周期的高分?jǐn)?shù)據(jù)體系基本形成，與其他民用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)相配合，為高分遙感的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
“在專項(xiàng)實(shí)施前，我國(guó)天地一體化高分辨率對(duì)地觀測(cè)體系尚未建立，長(zhǎng)期缺乏自主高分辨率對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)。國(guó)內(nèi)優(yōu)于2米的自主高分辨率數(shù)據(jù)占比低于20%，且只在國(guó)土、測(cè)繪、環(huán)保、減災(zāi)等少部分行業(yè)開(kāi)展試驗(yàn)應(yīng)用，海量遙感數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用能力不足。”童旭東說(shuō)，高分專項(xiàng)實(shí)施8年以來(lái)，我國(guó)已初步構(gòu)建了天地一體化的對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)。
目前，高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已應(yīng)用于國(guó)土、海洋、環(huán)保、水利、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、發(fā)改委、減災(zāi)、中科院、氣象、住建、交通等12個(gè)行業(yè)的主體業(yè)務(wù)。而且，公安、衛(wèi)生、統(tǒng)計(jì)等行業(yè)實(shí)現(xiàn)了遙感應(yīng)用零的突破。比如，公安部門(mén)將遙感應(yīng)用于毒品源識(shí)別；衛(wèi)生部門(mén)應(yīng)用高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)環(huán)境要素變化，預(yù)測(cè)傳染病和流行病發(fā)展趨勢(shì)。
“高分衛(wèi)星數(shù)據(jù)已成為相關(guān)部門(mén)主體業(yè)務(wù)不可或缺的手段，成為各級(jí)政府治理結(jié)構(gòu)和治理體系的重要支撐，在很大程度上實(shí)現(xiàn)了對(duì)國(guó)外同類型衛(wèi)星數(shù)據(jù)的替代。”童旭東說(shuō)。
