1月18日，在2012年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，輻射校正系統(tǒng)榮獲國家科技進(jìn)步獎二等獎。
著眼需求 應(yīng)運(yùn)而生
隨著我國現(xiàn)代航天遙感技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代衛(wèi)星遙感不再只是對遙感圖像的目視解譯，而是對遙感數(shù)據(jù)的定量應(yīng)用?；谶b感儀器對地球輻射的觀測，衛(wèi)星定量反演地球物理參數(shù)，從而獲得必要的遙感產(chǎn)品。
“星載遙感器在軌長期運(yùn)行，性能變化不可避免。如果輻射觀測出現(xiàn)偏差，將帶來產(chǎn)品反演誤差，甚至?xí)?dǎo)致遙感數(shù)據(jù)根本無法定量使用。”該系統(tǒng)負(fù)責(zé)人盧乃錳介紹說，“這需要不斷校正星載遙感器的變化，建立輻射校正系統(tǒng)，滿足我國多系列遙感衛(wèi)星定量應(yīng)用的共性需求。”
1996年，輻射校正系統(tǒng)由原國家計(jì)委和國防科工委聯(lián)合啟動建設(shè)，國家衛(wèi)星氣象中心、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院、中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心等單位共同完成，于2002年通過國家驗(yàn)收。輻射校正系統(tǒng)的建成，標(biāo)志著我國遙感衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了從定性應(yīng)用到定量應(yīng)用的跨越。
盧乃錳說：“由于遙感定量應(yīng)用對輻射校正精度的要求與實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)，在自然條件下建立衛(wèi)星觀測尺度的高精度輻射基準(zhǔn)，穿越數(shù)百甚至數(shù)萬公里的星地(衛(wèi)星-地面基準(zhǔn))空間，將其幾乎沒有損失地傳遞到星載遙感器內(nèi)，難度巨大!”
本項(xiàng)目首先建立了輻射校正基準(zhǔn)場指標(biāo)體系，以此為指導(dǎo)，通過衛(wèi)星遙感普查、航空遙感勘查和地面測量相結(jié)合的方式，完整準(zhǔn)確地掌握了場地的基本特性參數(shù)，優(yōu)選出敦煌西戈壁、青海湖水體兩個(gè)光學(xué)輻射校正場。
目前，該系統(tǒng)已創(chuàng)建了完整的遙感衛(wèi)星輻射校正場指標(biāo)體系，共有場區(qū)地質(zhì)地理特征、表面物理特征、覆蓋變化特征、天氣氣候特征、輻射變化特征、實(shí)驗(yàn)支撐條件等6大類共45項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求，建成了國際最優(yōu)的遙感衛(wèi)星輻射校正場，形成了場地測量國家軍用標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。
本領(lǐng)凸顯 效益巨大
那么，中國遙感衛(wèi)星輻射校正場技術(shù)系統(tǒng)究竟是如何施展“本領(lǐng)”的呢?
有著多年野外試驗(yàn)工作經(jīng)驗(yàn)的戎志國說:“我們利用輻射特性均勻穩(wěn)定的地面目標(biāo)，并將其作為‘基準(zhǔn)’。在衛(wèi)星過境時(shí)，通過遙感器對‘基準(zhǔn)’的觀測，校準(zhǔn)遙感器偏差(輻射校正)，成為確保在軌衛(wèi)星觀測精度的首要方法。”
“我們在敦煌場主要是進(jìn)行可見光輻射校正，在青海湖主要是進(jìn)行紅外校正。輻射校正星地同步觀測，需要晴天、小觀測角度等條件。一般在極軌衛(wèi)星過境前后一小時(shí)對其進(jìn)行加密測量，地表反射特性為場區(qū)跑點(diǎn)觀測，其他的則為定點(diǎn)觀測。”孫凌說。
截至目前，中國遙感衛(wèi)星輻射校正場技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)為氣象、海洋、資源、環(huán)境減災(zāi)和軍事系列共21顆國產(chǎn)遙感衛(wèi)星實(shí)施了輻射校正，僅用于臺風(fēng)監(jiān)測的風(fēng)云衛(wèi)星圖像就超過6萬幅。
中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心應(yīng)用開發(fā)部部長付俏燕表示：“資源衛(wèi)星有很多顆，我們以該系統(tǒng)指標(biāo)作為標(biāo)準(zhǔn)，每年進(jìn)行輻射校正，效果不錯(cuò)。資源衛(wèi)星與氣象衛(wèi)星載荷不一樣，衛(wèi)星分辨率較高，因此我們的網(wǎng)塊選擇、技術(shù)方法、數(shù)據(jù)反演方法等都借鑒于該系統(tǒng)。”
目前，國際地球衛(wèi)星觀測委員會已將該系統(tǒng)列為國際上極少具備現(xiàn)場觀測條件的輻射校正基準(zhǔn)場;世界氣象組織高度評價(jià)中國在國際輻射校正領(lǐng)域的主導(dǎo)作用;輻射校正過的圖像通過CMACast在亞太17個(gè)國家和南美洲、非洲得到業(yè)務(wù)使用。
記者了解到，可見光輻射校正(系統(tǒng)定標(biāo))精度以及初級應(yīng)用光輻射功率標(biāo)準(zhǔn)不確定度2項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平;敦煌光學(xué)輻射校正場均勻性、尺度指標(biāo)以及基本特性參數(shù)的完整性為國際最優(yōu);紅外、微波輻射校正業(yè)務(wù)填補(bǔ)了國際空白。(張靜)
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