智库观察农业高效发展 (智库观察最新服务)

遥感(Remote Sensing)一词由美国海军研究局Evelyn L.Pruitt 于20 世纪60 年代创造。卫星遥感系统通常由空间段的遥感卫星与地面段的地面系统和应用系统组成,运载火箭、发射场地及测运控系统为卫星遥感系统提供相应技术保障。遥感卫星经历60年的发展,集成了现代空间技术的发展成果。光学成像卫星20世纪60年代进入太空,第一颗民用光电遥感卫星Landsat于1972年被送入轨道;第一颗民用合成孔径雷达(SAR)卫星Sea sat则于1978年绕轨运行。从当前遥感卫星现状来看有以下几个特点:

一是在轨遥感卫星数量不断增加。基于获取高质量地理空间数据需求,在遥感卫星领域,大国竞争激烈。美国商业航天部门迅速捕捉到这一商机,从20世纪90年代起持续不断发射了大量商业遥感卫星,航天强国也竞相发射,全球发射卫星数量自2012年开始,总体趋于上升态势。我国遥感卫星发射亦是如此,仅2018年就发射了64颗遥感卫星,高分系列卫星好消息不断,2020年10月份高分十三号卫星由长征三号火箭送入太空并顺利运行,12月份高分十四号卫星,具备全球范围高精度立体影像,测制大比例尺数字地形图,生产数字高程模型、数字正射影像图,将为“一带一路”建设提供基础地理信息保障。

智库发展历程及前景展望,智库观察农业高效发展

如图示,截止2019年底,据开源资料不完全统计,美国数量第一,我国排在第二位。从数量上看美国仍占据绝对优势。

智库发展历程及前景展望,智库观察农业高效发展

二是遥感卫星呈现“四高”特征。随着载荷技术的发展对地观测卫星呈现高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高辐射分辨率(一般高分辨率主要指高空间分辨率)。空间分辨率即遥感影像单个像素所能描述的最小地物尺寸,高空间分辨率一般要求空间分辨率优于1m。随着军事目标识别和确认对空间分辨率的需求越来越高,对地观测高分辨率卫星已进入亚米级时代。美国锁眼-12(KH-12)光学成像侦察卫星全色分辨率达到0.1m,世界观测-3(WorldView-3)军商两用卫星达到0.31m 分辨率。

智库发展历程及前景展望,智库观察农业高效发展

美国“未来成像体系-雷达”(FIA-Radar)卫星分辨率优于0.3m。德国商业合成孔径雷达卫星-“X频段陆地雷达”(TerraSAR-X)卫星分辨率达到0.25m。除空间分辨率外,图像定位精度也是一项重要指标。美国数字地球公司的“地球眼”(GeoEye)卫星和“世界观测”卫星图像定位精度已达3.5m。对地观测卫星图像定位精度接近航空摄影水平,助力对地观测卫星产品无缝融入全球对地观测体系,更加深入服务于应用。我国产商业遥感卫星业已到亚米级。

三是小卫星座发展迅猛。随着对快速重访能力的需求与日俱增,微小对地观测卫星星座快速发展。“天空卫星”系列是美国Planet 公司发展的高频成像对地观测小卫星星座,主要用于获取时序图像,制作视频产品。该星座目前已经发射13 颗,是目前世界上卫星数量最多的的亚米级高分辨率卫星星座,其全色波段可以达到0.8m,多光谱,具有较高的地面分辨率(1m)。同时,还具有非常高的时间重访频率,可实现一天内对全球任意地点2 次拍摄,非常有利于地物目标监测和变化检测分析。未来,卫星数量将增加至21颗,可以具备对目标每天8 次的重访能力。2018年,芬兰ICEYE公司率先在全球利用低于100kg SAR卫星获得了优于1m分辨率的图像。不受云层遮蔽影响,昼夜提供高分辨率卫星图像已成为了小型SAR可靠及时成像的新标准。同年,英国Earth-i公司建造的全球首个全彩色视频商业遥感卫星星座Vivid-i发射成功升空,该卫星是欧洲首个既能提供视频、又能提供静止图像的卫星星座。具有许多创新的功能:包括提供地球任意位置的优于1米分辨率的高帧频图像;在超高清晰度彩色视频中拍摄移动车辆、船只和飞机等物体;卫星灵活地姿态调整,可以对感兴趣区域,进行每天多次重访。采集的视频,将在拍摄之后的几分钟内完成分析,监测地物的变化,为救灾和基础设施监控等场景,提供决策依据。

智库发展历程及前景展望,智库观察农业高效发展

四是商业应用不断拓展。民用对地观测卫星领域普遍开始部署新一代的对地成像和环境探测卫星系统,其能力与上一代相比更为先进,单星综合能力强大、探测要素多样;商用对地观测卫星领域发展迅猛,企业巨头通过并购重组不断增强自身实力,商业对地观测小卫星星座大规模部署,且业务也开始加快拓展,由成像领域拓展至环境监测领域,甚至安全监测领域。特别是高分辨率对地观测卫星视角高、观测范围广、生存能力强、能够长期稳定运行等优点,现广泛应用于国土、海洋、气象、测绘、军事等领域,具有重大的经济及军事价值。

智库发展历程及前景展望,智库观察农业高效发展

我国高分系列卫星主要用于国土普查、农作物估产、环境保护、气象预警和综合防灾减灾等领域,高分专项数据已在20个行业31个区域广泛应用。

编辑/制图:小智