“千里眼”“看”生態

卜英竹 曹志建

隨著我國航天科技的迅猛發展，衛星遙感已進入一個立體多層次、全方位和全天候的對地觀測新時代。人類活動對地球環境的影響，使地球面臨嚴峻的挑戰，這需要我們對生活的各大圈層進行更多的觀測。

大氣環境的觀察員——高分五號衛星

在今年首屆中國航天大會衛星應用與國際合作論壇上獲悉，我國高分專項中唯一一顆實現高光譜分辨率重要使命的對地觀測衛星高分五號預計今年5月初發射。高分五號衛星是環境專用衛星，也是高分專項中搭載載荷最多、光譜分辨率最高、研制難度最大的衛星。衛星搭載了六大“神器”：可見短波紅外高光譜相機、全譜段光譜成像儀、大氣環境紅外甚高光譜分辨率探測儀、大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體監測儀和大氣氣溶膠多角度偏振探測儀，借助它們，可獲取從紫外到長波紅外譜段的高光譜分辨率星載遙感數據，對內陸水體、陸表生態環境、蝕變礦物及巖礦類型等地物目標，以及大氣污染氣體、溫室氣體、氣溶膠等環境和氣象要素進行綜合探測。

高分專項是啥？

高分專項全名是高分辨率對地觀測系統重大專項，被稱為 “天眼工程”“創新工程”“應用工程”，主要由天基觀測系統、臨近空間觀測系統、航空觀測系統、地面系統、應用系統等組成，是我國中長期科技發展規劃確定的16個重大科技專項之一。這項工程的目標就是要通過系列高分辨率衛星的發射，到2020年使我國形成全天候、全天時、全球覆蓋的陸地、大氣、海洋對地觀測能力。在人造衛星領域，通信、導航、遙感是衛星應用最主要的三大方向。高分專項系列衛星都屬于遙感衛星，是幫助人們從天上來觀測地球表面的“眼睛”。

“高分專項”的其他成員

自2013年高分一號衛星發射以來，高分二號、高分四號、高分三號高分系列衛星陸續發射。目前，“高分家族”一共發射入軌了四名成員。已經在軌運行工作的高分衛星們個個都是好眼力，也都有著各自的絕活，我們來逐一了解：

高分一號衛星。2013年4月發射，是高分專項的首發星，中高分辨率和寬幅成像能力兼備，它視野廣闊，一眼下去覆蓋800公里。空間分辨率指從衛星照片上能辨別地面目標的最小尺寸，高分一號衛星可達2米左右，這意味著從衛星上可以清楚地看到地面上的小汽車。時間分辨率指重復觀察同一地物所需要的時間，高分一號衛星只需要4天就能把地球完整地看一遍。高分一號衛星實現了空間分辨率和時間分辨率最優組合。

高分二號衛星。2014年8月發射，是我國自主研制的首顆空間分辨率優于1米的民用光學遙感衛星，可以用目光銳利來形容，它“看”得更清晰、細致，它的發射成功將中國遙感衛星空間分辨率帶進“亞米時代”。高分二號比一號的分辨率高但是幅寬小些。一號可以用于寬范圍的普查，二號用于精確定點的詳查。

高分四號衛星。2015年12月發射，它有些“與眾不同”，它不像高分一號衛星和高分二號衛星那樣在600至700公里的近地軌道環繞地球“奔跑”，而是“站”在距地3.6萬公里的地球同步軌道上，相對地球靜止駐留凝望，可對某一目標區域長時間觀測，源源不斷地獲取目標區域的動態變化。它不僅代表了中國目前在高軌遙感衛星領域的最高成就，是我國向高軌道遙感領域進軍的首發星，而且國際上也沒有能與之匹敵的同類衛星。

高分三號衛星。2016年8月發射，它不屬于光學遙感衛星，而是一顆微波雷達成像的遙感衛星，是世界上成像模式最多的合成孔徑雷達（SAR）衛星，具有12種成像模式。與光學遙感衛星相比，最大的特點是可以全天時、全天候的成像能力，不管白天或黑夜，也不管晴空或雷雨多云，可以隨時對地成像，尤其適合用于防災減災的工作。

“高分專項”數據的應用

“致廣大而盡精微”。高分衛星“登”高“望”遠，憑借高空間、時間、光譜、溫度分辨率，抓住物體細小的特征。一張“高分天眼網”，將中國大地盡收眼底，保障著國計民生。“高分家族”成員們廣泛應用于國土、環保、農業、林業、測繪等領域。

高分一號衛星數據的應用領域極為廣泛，除國土資源部、環境保護部、農業部三個主用戶外，還包括水利、住建、減災、林業等十余個其他用戶部門，可有效替代國外同類數據進口，提高率數據自給率，可為我國國土普查、環境監測、農業估產、城市規劃、水利開發、洪澇災害監測等十余個領域提供空間信息支持。

高分二號衛星主要用戶為國土資源部、住房和城鄉建設部、交通運輸部、國家林業局等部門，同時還將為其他用戶部門的有關區域提供示范應用服務。它投入使用后，將與在軌運行的高分一號衛星相互配合，推動高分辨率衛星數據應用，為土地利用動態監測、城鄉規劃監測評價、交通路網規劃、森林資源調查、荒漠化監測等行業和首都經濟圈等區域應用提供服務支撐。

高分三號衛星的主用戶包括國家海洋局、民政部、水利部、中國氣象局以及十幾個行業，其獲取的C頻段多極化微波遙感信息，在海洋觀測、水利應用、災害監測、環境監測等方面具有獨特的優勢，可以為各行業用戶提供連續、高質量、高精度對地觀測數據，廣泛服務于我國海洋、減災、水利及氣象等多個行業及業務部門，應用領域十分廣泛。

高分四號衛星可為我國減災、林業、地震、氣象等應用提供快速、可靠、穩定的光學遙感數據，為災害風險預警預報、林火災害監測、地震構造信息提取、氣象天氣監測等業務補充了全新的技術手段，開辟了我國地球同步軌道高分辨率對地觀測的新領域。同時，高分四號衛星在環保、海洋、農業、水利等行業以及區域應用方面，也具有巨大潛力和廣闊空間。

高分五號衛星整裝待發，面向國家污染減排、環境質量監管、大氣成分與氣候變化監測、國土資源調查等重大需求，開展污染氣體、溫室氣體、區域環境空氣質量、水環境和生態環境、大氣成分、氣候變化、地礦資源調查等高光譜遙感監測應用示范。（編輯/高緯時 任偉）