前言
自08年以來(lái)席卷全球的金融危機(jī)似乎并沒(méi)有影響到航天工業(yè),據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)分析:2008年的航天工業(yè)全球總產(chǎn)值依然強(qiáng)勁增長(zhǎng)19%;作為航天應(yīng)用的重要分支之一:對(duì)地觀測(cè)產(chǎn)業(yè)的表現(xiàn)更令人刮目相看;尤其在中國(guó),這個(gè)產(chǎn)業(yè)雖然目前整體產(chǎn)值并不高,但依然延續(xù)了多年來(lái)30%以上的年增長(zhǎng)速度。
在許多國(guó)家重大項(xiàng)目中,遙感技術(shù)和空間地理信息正起著關(guān)鍵性的作用,如年度土地利用動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)項(xiàng)目、第二次全國(guó)土地遙感調(diào)查項(xiàng)目、西部測(cè)圖遙感制圖項(xiàng)目、年度遙感基礎(chǔ)測(cè)繪項(xiàng)目、年度林業(yè)資源遙感調(diào)查項(xiàng)目等等,近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和科學(xué)管理的要求,遙感技術(shù)在政府層面得到了廣泛和深入的應(yīng)用,中國(guó)也越來(lái)越多地獲得“遙感應(yīng)用大國(guó)”的稱號(hào);在去年至今的一系列突發(fā)事件中--如“汶川大地震”災(zāi)情監(jiān)測(cè)、奧運(yùn)帆船賽區(qū)滸苔監(jiān)測(cè)、剛剛發(fā)生的重慶武隆山體垮塌監(jiān)測(cè)等等--遙感技術(shù)及遙感從業(yè)者充當(dāng)了先行軍的角色,在最短時(shí)間內(nèi)從太空獲取信息,及時(shí)提供給相關(guān)部門(mén)進(jìn)行科學(xué)決策,獲得了廣泛的社會(huì)好評(píng)。
我國(guó)的測(cè)繪事業(yè),經(jīng)過(guò)幾代人的努力,走上了現(xiàn)代化的發(fā)展道路,各項(xiàng)工作取得了新的局面,對(duì)國(guó)家和社會(huì)各個(gè)層面的服務(wù)和保障工作有了空前的提升。無(wú)論是測(cè)繪自身工作和任務(wù)的需要,還是對(duì)于各種突發(fā)事件的應(yīng)急保障,到最新提出的“舉旗亮劍”-測(cè)繪要成為中國(guó)社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)地理信息保障平臺(tái)等等,都對(duì)從太空有計(jì)劃和快速地獲得地球數(shù)據(jù)、以及相關(guān)的各個(gè)環(huán)節(jié)如數(shù)據(jù)獲取接收、處理、快速安全地交付等等提出了更多、更快、更精確的要求。
最近二十年來(lái),特別是進(jìn)入二十一世紀(jì)來(lái)的這十年,針對(duì)遙感技術(shù)和數(shù)據(jù)急迫需求的形勢(shì),各國(guó)紛紛實(shí)施雄心勃勃的“對(duì)地觀測(cè)計(jì)劃”,美國(guó),加拿大,歐洲,印度,日本還有我國(guó)政府,都在大力推出中長(zhǎng)期的遙感衛(wèi)星發(fā)展計(jì)劃,成系列地發(fā)射了多個(gè)受市場(chǎng)歡迎的衛(wèi)星系統(tǒng),長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)社會(huì)迅速發(fā)展和遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)供應(yīng)短缺的突出矛盾在全局層面上得到了一定程度的緩和。但不可否認(rèn)的是,雖然衛(wèi)星平臺(tái)的數(shù)量有了很大的發(fā)展,但針對(duì)目前應(yīng)用越來(lái)越精細(xì),地面建設(shè)變化速度越來(lái)越快的現(xiàn)實(shí),遙感數(shù)據(jù)的供需矛盾在局部地域、局部時(shí)間段上顯得越來(lái)越突出,舉例來(lái)說(shuō):雖然覆蓋遼寧省的3米以上分辨率的光學(xué)遙感圖像一年可以提供2次或者更多,但我國(guó)西部發(fā)展速度很快的四川省,即使各類衛(wèi)星全力以赴地采集數(shù)據(jù),多年來(lái)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)全省3米以上分辨率光學(xué)遙感圖像的無(wú)縫覆蓋,這個(gè)最主要的原因是四川的氣象條件對(duì)于光學(xué)遙感來(lái)說(shuō)是非常不理想的,而且沒(méi)有改善的可能。遙感數(shù)據(jù)的供求矛盾需要我們的決策部門(mén)、技術(shù)支持部門(mén)和遙感從業(yè)單位充分了解目前國(guó)內(nèi)外各類遙感衛(wèi)星平臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn)和資源分配情況,針對(duì)各種長(zhǎng)期的常規(guī)項(xiàng)目和短期的應(yīng)急需求,合理協(xié)調(diào),統(tǒng)籌安排,充分利用有限的對(duì)地觀測(cè)資源獲取適當(dāng)?shù)倪b感數(shù)據(jù),為各項(xiàng)工作做好全面而及時(shí)的保障。
一、目前國(guó)內(nèi)外各類遙感衛(wèi)星平臺(tái)簡(jiǎn)介
遙感衛(wèi)星平臺(tái)按照傳感器的類型,可大致分為光學(xué)衛(wèi)星和雷達(dá)衛(wèi)星兩類。光學(xué)衛(wèi)星是被動(dòng)式衛(wèi)星,依靠地物自然輻射成像,獲取合格的光學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)主要受氣象條件和地面大氣污染條件影響,光學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的后續(xù)處理和解譯較為容易;雷達(dá)衛(wèi)星是屬主動(dòng)式衛(wèi)星,依靠衛(wèi)星發(fā)射微波,同時(shí)記錄地物回波成像,它基本不受氣象條件干擾,可以全天時(shí)全天候成像,但雷達(dá)遙感數(shù)據(jù)的后續(xù)處理和解譯目前較為困難。
以下列表簡(jiǎn)單列出了目前商業(yè)運(yùn)行的主要衛(wèi)星平臺(tái)的基本情況。
從光學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù)的市場(chǎng)需求上看,高分辨率數(shù)據(jù)即分辨率優(yōu)于1米的衛(wèi)星數(shù)據(jù)需求量很大,應(yīng)用尺度最高如GeoEye-1和WorldView可以達(dá)到1比2500,但受衛(wèi)星獲取能力的限制,許多需求還沒(méi)有得到充分滿足。中分辨率即10米到2米分辨率的光學(xué)衛(wèi)星數(shù)據(jù),一般應(yīng)用于國(guó)家級(jí)的大項(xiàng)目,應(yīng)用尺度從1比1萬(wàn)到1比5萬(wàn),由于衛(wèi)星數(shù)目有了明顯增多,在合理安排的情況下,基本能滿足項(xiàng)目需求,可以達(dá)到供求平衡的局面;低分辨率即分辨率低于20米的遙感數(shù)據(jù),由于衛(wèi)星數(shù)目多,采集數(shù)據(jù)能力強(qiáng),價(jià)格低廉,能夠比較充分地滿足市場(chǎng)需求。
由于搭載不同的傳感器,以上衛(wèi)星都具備有各自獨(dú)到的特點(diǎn)。例如,IRS-P5是全球第一顆專門(mén)用于立體測(cè)圖的衛(wèi)星,此外,具備立體成像功能的衛(wèi)星如Spot 5 HRS, Ikonos, GeoEye-1, Worldview, EROS-B等等都可用于不同比例尺的測(cè)繪制圖工作;有些雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng),由于能提供干涉雷達(dá)數(shù)據(jù),也可用于提取DEM和制圖任務(wù);如RapidEye 5顆衛(wèi)星星座,由于具備5米分辨率和獨(dú)特的5個(gè)波段,還有其超強(qiáng)的采集的能力,和很短的重訪周期,可以應(yīng)用于鑒別植被的種類,監(jiān)測(cè)植被的長(zhǎng)勢(shì)和土地利用變化的調(diào)查等工作;Ikonos, Quickbird, GeoEye-1等衛(wèi)星具備高分辨率的彩色數(shù)據(jù),可以用于城市建設(shè)和規(guī)劃等領(lǐng)域;所有的雷達(dá)衛(wèi)星,由于其出色的反應(yīng)和全天候成像能力,可以用于災(zāi)害監(jiān)測(cè)和海洋領(lǐng)域;成像范圍大,重訪周期很短的低分辨率衛(wèi)星,如我國(guó)的HJ-1號(hào)和2號(hào)衛(wèi)星,能在兩天內(nèi)獲取覆蓋全國(guó)的彩色數(shù)據(jù),是小尺度大范圍應(yīng)用如森林和草場(chǎng)的火場(chǎng)監(jiān)測(cè)、干旱監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等的最佳選擇。
市場(chǎng)的需求已經(jīng)到了非常細(xì)化的階段,各國(guó)最新的衛(wèi)星研制和運(yùn)行也是按照一定的特點(diǎn)和滿足市場(chǎng)一定需求的方式來(lái)安排的;舊有的只靠一、二顆衛(wèi)星就適用所有行業(yè)應(yīng)用的模式已經(jīng)過(guò)去,市場(chǎng)和用戶(政府、企業(yè)和公眾)有了越來(lái)越多的選擇,衛(wèi)星數(shù)據(jù)的提供方一定要仔細(xì)分析用戶需求,研究新技術(shù)、開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品,提高服務(wù)質(zhì)量,探索新的服務(wù)模式從而促進(jìn)市場(chǎng)更好地發(fā)展。
二、利用各類衛(wèi)星特點(diǎn)服務(wù)于測(cè)繪應(yīng)用
我國(guó)的基礎(chǔ)測(cè)繪制圖工作,范圍巨大,任務(wù)繁重;西部地形復(fù)雜,人煙稀少,1比5萬(wàn)地形圖的制圖工作還沒(méi)有結(jié)束;東部地區(qū)變化快,地圖由于大比例尺的地圖需要經(jīng)常更新才能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要;島礁和一些特定地區(qū),還需要加快制圖的步伐;凡此種種復(fù)雜情況,造成了中國(guó)基礎(chǔ)測(cè)繪工作面臨世界各國(guó)都沒(méi)有的復(fù)雜局面,難度極其巨大。
幸運(yùn)的是,我國(guó)測(cè)繪主管部門(mén)很早就意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題,在全球范圍內(nèi)率先運(yùn)用遙感衛(wèi)星技術(shù)即空間制圖技術(shù)來(lái)提高測(cè)繪制圖的效率。早在90年代,國(guó)家測(cè)繪局就運(yùn)用Spot 1-4號(hào)衛(wèi)星10米分辨率的數(shù)據(jù)來(lái)更新全國(guó)1比5萬(wàn)的地形圖。在舉世聞名的“西部測(cè)圖”工程中,運(yùn)用Spot 5 HRS 5x10米分辨率長(zhǎng)條帶的衛(wèi)星立體像對(duì),對(duì)西部200多萬(wàn)平方公里的無(wú)圖區(qū)實(shí)施稀少控制點(diǎn)的測(cè)圖工作;在西部困難地區(qū)的橫斷山脈,組織多種衛(wèi)星數(shù)據(jù)源如IRS-P5 2.5米長(zhǎng)條帶立體數(shù)據(jù)和TerraSAR-X及COSMO-SkyMed等雷達(dá)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn),并開(kāi)展生產(chǎn)實(shí)施作業(yè)。在一些1比1萬(wàn)制圖需求的困難區(qū)域也大量運(yùn)用如Ikonos衛(wèi)星立體測(cè)圖的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行,取得了很好的成果。
在表一列出的光學(xué)衛(wèi)星中,具備立體成像能力的衛(wèi)星都可應(yīng)用于測(cè)繪制圖工作。其中,印度的IRS-P5是全球第一顆專門(mén)用于立體制圖的衛(wèi)星,它具備的長(zhǎng)條帶同軌立體像對(duì),一個(gè)軌道數(shù)據(jù)獲取長(zhǎng)度可達(dá)5千公里,為大范圍稀少控制點(diǎn)立體測(cè)圖提供了便利,其精度可以滿足1:25,000比例尺的需求,在山地高山地區(qū)域,其高程精度可滿足1:10,000比例尺的需求;Spot 5星上搭載的HRS立體成像裝置,經(jīng)過(guò)西部測(cè)圖工程的實(shí)驗(yàn),精度滿足1:50,000的需要,該衛(wèi)星經(jīng)過(guò)7年多的運(yùn)行,積累了大量的存檔數(shù)據(jù);Ikonos衛(wèi)星立體像對(duì)數(shù)據(jù),由于其穩(wěn)定的模型和全色多光譜同步的特點(diǎn)特別適用于測(cè)繪制圖工作,長(zhǎng)期以來(lái)受到各級(jí)測(cè)繪部門(mén)的青睞,大量應(yīng)用在1比1萬(wàn)比例尺的制圖工作中;其后續(xù)衛(wèi)星GeoEye-1號(hào)分辨率提高了一倍達(dá)到41厘米,在無(wú)控制點(diǎn)的情況下定位精度在3米以內(nèi),有控制點(diǎn)情況下可滿足1比5000的制圖需要;另外一顆衛(wèi)星Worldview-1,雖然只有黑白圖像,但分辨率達(dá)到47厘米,同樣提供立體測(cè)圖方面,精度滿足1:5000的需要。
在表二列出的雷達(dá)衛(wèi)星中,各種衛(wèi)星系統(tǒng)都可以通過(guò)適當(dāng)?shù)陌才艁?lái)獲取立體像對(duì)或者形成干涉像對(duì),盡管從雷達(dá)圖象上分析和提取DEM還不象光學(xué)衛(wèi)星立體數(shù)據(jù)那么容易,但由于全球范圍內(nèi)不適合光學(xué)成像的區(qū)域十分廣大,因此研究雷達(dá)技術(shù)制圖日益成為遙感和攝影測(cè)量界很熱門(mén)的研究課題。在通過(guò)干涉雷達(dá)測(cè)量技術(shù)提取高精度DEM和制圖技術(shù)的工作中,獲取符合條件的干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)是很關(guān)鍵的一步,形成干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)需要有非常苛刻的條件,其中數(shù)據(jù)獲取的間隔越短,對(duì)于形成干涉條件就越有利。世界各國(guó)都在努力發(fā)展這樣的雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng):使得干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)的獲取不成為主要的矛盾。90年代的時(shí)候,歐空局利用ERS 1和ERS 2形成2顆衛(wèi)星的串行飛行模式,以很短的時(shí)間間隔來(lái)獲取干涉數(shù)據(jù);后來(lái)又用EnviSat來(lái)形成雙星串行模式;這幾年雷達(dá)衛(wèi)星向著更高分辨率和更多衛(wèi)星組合的方向發(fā)展,為形成干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)制圖應(yīng)用提供了更多的選擇,其中,最有代表性的是COSMO-SkyMed星座和TerraSAR-X。
COSMO-SkyMed是個(gè)4顆衛(wèi)星的計(jì)劃,目前已經(jīng)有3顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行。通過(guò)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)的操作,可以安排兩顆衛(wèi)星在間隔一天內(nèi)對(duì)同一地點(diǎn)實(shí)施嚴(yán)格干涉條件下的串行觀測(cè),獲取干涉數(shù)據(jù)(如圖1);在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi),還將對(duì)衛(wèi)星星座進(jìn)行調(diào)整,可以獲取最短間隔為20秒的迄今最短的干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)(如圖2),從而為1:1萬(wàn)高精度雷達(dá)制圖提供物質(zhì)保障,為氣象條件困難的地區(qū)提供一種新的高效制圖技術(shù)和方法。
綜上所述,由于衛(wèi)星技術(shù)特點(diǎn)各有不同,衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取能力和效率也有差別,在分析各類衛(wèi)星平臺(tái)和技術(shù)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,可合理有效地安排衛(wèi)星數(shù)據(jù)的接收,為測(cè)繪制圖工作提供衛(wèi)星數(shù)據(jù)的保障。
三、衛(wèi)星星座編隊(duì)飛行服務(wù)于應(yīng)急保障
在全球各類災(zāi)害應(yīng)急事件越來(lái)越頻繁的今天,及時(shí)掌握災(zāi)害事態(tài)發(fā)展、監(jiān)測(cè)災(zāi)害過(guò)程對(duì)于利用空間遙感技術(shù)提出了越來(lái)越強(qiáng)烈的需求;進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),全球各類遙感數(shù)據(jù)提供機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在嘗試?yán)镁庩?duì)飛行的衛(wèi)星星座來(lái)增強(qiáng)數(shù)據(jù)獲取能力和提高應(yīng)急反應(yīng)的能力。
所謂編隊(duì)飛行,就是將一系列的同質(zhì)或者異質(zhì)的衛(wèi)星,以一定的時(shí)間間隔安排在同一衛(wèi)星軌道面上飛行,這樣可以實(shí)施對(duì)觀測(cè)地區(qū)的頻繁而有規(guī)律的觀測(cè)。還以德國(guó)的5顆衛(wèi)星星座RapidEye為例,它們于2008年8月份一次同時(shí)發(fā)射上天,經(jīng)過(guò)軌道調(diào)整,如今這5顆衛(wèi)星均勻排在同一軌道面上,如圖3所示:
由于一般衛(wèi)星繞行地球一圈的時(shí)間為90分鐘左右,這樣在特定的時(shí)間段內(nèi),這5顆衛(wèi)星形成的排列理論上可以做到最短間隔18分鐘實(shí)施對(duì)同一地點(diǎn)的兩次觀測(cè),對(duì)災(zāi)害應(yīng)急的反應(yīng)速度空前提高,數(shù)據(jù)獲取的能力也非常出色,在該衛(wèi)星星座運(yùn)行100天的時(shí)間內(nèi),已經(jīng)成功獲取了全球25%的陸地面積的合格數(shù)據(jù),超過(guò)了6700萬(wàn)平方公里;獲取華北,東北地區(qū)超過(guò)300萬(wàn)平方公里的無(wú)云數(shù)據(jù)估計(jì)只約需2個(gè)月左右的時(shí)間。
“編隊(duì)飛行”規(guī)模和影響力最大的是從上世紀(jì)80年代開(kāi)始運(yùn)行的美國(guó)“對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)(Earth Observing System,EOS)”,目前該系統(tǒng)已有二十余顆衛(wèi)星編隊(duì)運(yùn)行。然而,由于EOS計(jì)劃的目的是通過(guò)了解地球的各種情況、現(xiàn)象及其相互作用,認(rèn)識(shí)地球系統(tǒng),并了解地球系統(tǒng)變化的規(guī)律。
還有比較著名的編隊(duì)飛行星座是Spot 1-4號(hào)衛(wèi)星星座,通過(guò)編隊(duì)飛行,Spot有計(jì)劃地獲取了全球大量的10米分辨率數(shù)據(jù),也為各種災(zāi)害應(yīng)急事件提供了數(shù)據(jù)服務(wù)。
2007年9月,美國(guó)DigitalGlobe公司成功發(fā)射WorldView-1衛(wèi)星,并使其與該公司另外一顆高分辨率衛(wèi)星QuickBird編隊(duì)飛行來(lái)獲取數(shù)據(jù)。這種方式對(duì)數(shù)據(jù)獲取能力運(yùn)用在2008年的全國(guó)二次土地遙感調(diào)查項(xiàng)目中,取得了很好的成績(jī):兩顆衛(wèi)星在一年時(shí)間里便成功拍攝了超過(guò)100萬(wàn)平方公里的高分辨率數(shù)據(jù)。
2008年9月6日,GeoEye公司成功發(fā)射GeoEye-1衛(wèi)星,該衛(wèi)星可同時(shí)獲取高達(dá)0.41米分辨率全色和1.65米4波段多光譜影像,目前這顆衛(wèi)星于2009年初與IKONOS衛(wèi)星編隊(duì)飛行,短期內(nèi)將全球范圍內(nèi)亞米級(jí)高分辨率彩色影像圖的獲取能力提高到一個(gè)新的高度。
2009年3月30日 ,我國(guó)的環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)小衛(wèi)星A、B星進(jìn)行在軌交付儀式,正式交付給民政部和環(huán)境保護(hù)部投入使用。環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星星座是我國(guó)首次提出,利用小衛(wèi)星星座系統(tǒng)滿足環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的需求,實(shí)現(xiàn)大范圍、全天候、全天時(shí)動(dòng)態(tài)環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè),保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。該星座由多顆遙感小衛(wèi)星組成,其首發(fā)星A、B星于2008年9月6日在太原衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,9月8日成功獲取第一幅圖像,10月13日,環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)小衛(wèi)星A、B衛(wèi)星星座成功建立。經(jīng)過(guò)五個(gè)多月的在軌測(cè)試和評(píng)價(jià),2009年2月19日 通過(guò)了在軌測(cè)試評(píng)審。A、B星發(fā)射入軌,形成了小衛(wèi)星星座的雛形,可實(shí)現(xiàn)任意地點(diǎn)每?jī)商飓@取一次分辨率為30米的多光譜圖像。衛(wèi)星入軌7個(gè)月來(lái),不僅支持了環(huán)保和減災(zāi)多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的日常運(yùn)行,還進(jìn)行了森林草原防火監(jiān)測(cè)、全球作物估產(chǎn)的日常業(yè)務(wù)化運(yùn)行的嘗試,提升了相關(guān)部門(mén)和行業(yè)的遙感應(yīng)用業(yè)務(wù)化水平,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。A、B星在軌測(cè)試期間已向亞太空間合作組織成員國(guó)提供了部分圖像,并為澳大利亞撲滅森林火災(zāi)提供了及時(shí)的應(yīng)急服務(wù),反應(yīng)較好。
在光學(xué)衛(wèi)星快速發(fā)展的同時(shí),高分辨率合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星憑借其不受天氣影響全天候全天時(shí)對(duì)地觀測(cè)、具有穿透力和紋理識(shí)別能力、可進(jìn)行干涉測(cè)量和極化測(cè)量等特點(diǎn)也漸漸為人們所關(guān)注,且為了滿足緊急情況下快速重訪的需求,高分辨率合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星也開(kāi)始采用衛(wèi)星編隊(duì)的運(yùn)行方式。
自2007年6月8日意大利成功發(fā)射全球第一顆高分辨率SAR衛(wèi)星以來(lái),COSMO-SkyMed星座目前已經(jīng)有3顆衛(wèi)星在軌。獨(dú)有的衛(wèi)星星座使得其衛(wèi)星重訪周期短,能同時(shí)提供多種系統(tǒng)響應(yīng)模式,在緊急模式下北京地區(qū)的重訪周期僅為4小時(shí)。在“5?12汶川大地震”災(zāi)情監(jiān)測(cè)中,該衛(wèi)星星座于地震發(fā)生30小時(shí)之內(nèi)分別獲取了世界第一幅1米和3米的高分辨率雷達(dá)圖像,并在12天內(nèi)獲取了受地震影響的全部84個(gè)縣24萬(wàn)平方公里的Himage模式雷達(dá)圖像。青島奧運(yùn)帆船賽區(qū)滸苔應(yīng)急監(jiān)測(cè)中,海洋部門(mén)利用COSMO-SkyMed編隊(duì)飛行的特點(diǎn),每日早晚獲取間隔48分鐘內(nèi)的四幅滸苔的動(dòng)態(tài)圖象,從而掌握滸苔隨洋流移動(dòng)的方向和速度,變漫無(wú)目的的“捕滸苔”為有規(guī)律的“撈滸苔”,指導(dǎo)了打撈工作,節(jié)省了大量的人力物力,是科學(xué)決策的典范。
在2008年“5?12汶川大地震”中,各類遙感數(shù)據(jù)提供機(jī)構(gòu)盡最大努力,提供了各種各樣的遙感數(shù)據(jù),為應(yīng)急服務(wù)提供了最及時(shí)的服務(wù);其中,對(duì)于衛(wèi)星平臺(tái)的編隊(duì)安排,為合理高效地獲取珍貴的數(shù)據(jù)起到了重要的作用。
四、最新發(fā)展及未來(lái)展望
由于衛(wèi)星資源特別是高分辨率衛(wèi)星資源的相對(duì)短缺,未來(lái)幾年內(nèi)各國(guó)都把主要精力放在新一代的高分辨率衛(wèi)星平臺(tái)的研發(fā)上,如美國(guó)DG公司將要發(fā)射Worldview-2號(hào),具備高分辨率和高光譜的數(shù)據(jù);美國(guó)GeoEye公司預(yù)計(jì)在2012年發(fā)射全球下一代最高分辨率的衛(wèi)星平臺(tái),分辨率可達(dá)25厘米;法國(guó)CNES正在研制下一代高分辨率小衛(wèi)星群,數(shù)目達(dá)10余顆,可對(duì)全球圖像實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新。我國(guó)也有計(jì)劃發(fā)射一系列的高分辨率光學(xué)小衛(wèi)星。在衛(wèi)星應(yīng)用市場(chǎng)上,這將是發(fā)展最快的部分。
在雷達(dá)衛(wèi)星方面,COSMO-SkyMed第一代的4顆衛(wèi)星將會(huì)完全運(yùn)行,第二代衛(wèi)星星座也在研制中;TerraSAR-X的下一顆衛(wèi)星TanDEM-X也會(huì)在2009年年底發(fā)射,它會(huì)和TerraSAR-X構(gòu)成串行模式,獲取全球干涉雷達(dá)數(shù)據(jù)??梢灶A(yù)見(jiàn),COSMO-SkyMed和TerraSAR-X這兩個(gè)雷達(dá)衛(wèi)星系統(tǒng)將會(huì)為全球制圖工作提供全新的技術(shù)方法和更高的效率。
分布式衛(wèi)星星座重量輕、發(fā)射成本低、在部署期間就能很好地提供服務(wù)。由于衛(wèi)星老化、故障、事故或者受到攻擊,造成衛(wèi)星停止工作,不會(huì)影響星座整體的性能。分布式衛(wèi)星星座已成為美國(guó)及其他空間大國(guó)未來(lái)20年時(shí)間在航天領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的技術(shù),也是他們中長(zhǎng)期規(guī)劃中的重點(diǎn)之一。它是實(shí)現(xiàn)中高分辨率遙感數(shù)據(jù)更高時(shí)間分辨率的最有效方式,是對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星發(fā)展的必然趨勢(shì)。伴隨著該模式的形成與繁榮發(fā)展,現(xiàn)在及未來(lái)編隊(duì)運(yùn)行的中高分辨率遙感衛(wèi)星將更好地服務(wù)于測(cè)繪應(yīng)用和應(yīng)急保障工作。但在實(shí)際應(yīng)急過(guò)程中,需要有統(tǒng)一的協(xié)調(diào)機(jī)制,協(xié)調(diào)各類衛(wèi)星平臺(tái),協(xié)調(diào)各家數(shù)據(jù)提供機(jī)構(gòu),以便更充分地利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)資源。
空間對(duì)地觀測(cè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,在過(guò)去十年取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步;我們可以預(yù)測(cè)未來(lái)10年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)管理、科學(xué)決策需要,隨著公眾對(duì)地理信息的急迫需求,遙感技術(shù)的發(fā)展將會(huì)更加日新月異。
遙感數(shù)據(jù)和技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)公眾服務(wù)方面,近年隨著 Google和Microsoft等巨頭的加入,發(fā)展非常迅猛。我國(guó)在這方面一定要大力發(fā)展自主的衛(wèi)星平臺(tái),提供自主的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和產(chǎn)品,不僅服務(wù)于政府各行業(yè)的需要、服務(wù)于社會(huì)應(yīng)急需要,也能在社會(huì)和公眾不斷發(fā)展變化的需求中,找到和確立自我的位置,持續(xù)地為人民大眾提供更好的有中國(guó)特色的空間地理信息服務(wù)。(李吉平)
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