风云气象卫星主要技术进展

近20年来,中国风云气象卫星完成了从试验应用型向业务服务型、从第一代到第二代、从单一探测到综合探测、从定性到定量的转变,实现了业务化、系列化、定量化的发展目标,风云卫星数据预处理、产品生成、数据应用技术取得全面进步。在地理定位方面,通过发展自主的地理定位算法,持续优化算法精度,业务定位精度提高到1个像素。在辐射定标方面,发展了基于月球订正的星上内黑体定标算法、深对流云定标、月亮定标和交叉定标等算法,建立了综合定标系统,太阳反射波段平均定标偏差小于5%,红外通道平均定标偏差小于0.5 K。建立了风云气象卫星产品生产及质量控制体系,具备数十种大气、陆地、海洋、空间天气定量遥感产品生产能力,部分产品质量达到或接近国际同类产品先进水平。风云气象卫星资料在天气、气候、生态、环境等领域得到广泛应用,特别是通过ECMWF(欧洲中期天气预报中心)的严格测试评估,在国际顶级数值预报模式中得到同化应用,标志着风云气象卫星部分仪器数据质量达到或接近国际先进水平。虽然中国风云气象卫星观测体系基本形成、观测精度不断提高、业务服务能力日趋增强,但仍存在仪器稳定性差、探测能力有限、探测精度有待进一步提高等问题。风云气象卫星未来发展需着重考虑以下几个方面:(1)建立合理的多星综合观测体系,重点是优化高中、低气象卫星轨道配置方案,建立多星联合组网观测体系,增强全球监测能力,提高时空分辨率;(2)提高探测精度,包括发展高精度星上定标系统,提高观测仪器的精度和稳定性,发展先进的卫星数据处理和产品反演算法等;(3)增强探测能力,重点是加强新型探测方法、探测技术研究,逐步实现对气象全要素的遥感探测,(4)增强应急响应能力,提高短时强对流等灾害天气监测能力;(5)提高卫星观测的连续性和稳定性,满足气候变化研究的需求;(6)增强多源数据综合应用能力,提高气象卫星的应用效益。     

中国海洋卫星及应用进展

中国十分重视海洋遥感及其监测技术的发展,初步形成了具有优势互补的海洋遥感观测体系,并发挥了显著的经济和社会效益。其中,海洋一号(HY-1A/B)卫星已经广泛应用于中国海温预报业务系统、冬季海冰业务监测、夏季赤潮和绿潮监测、海岸带动态变化监测、近岸海水水质监测和渔业遥感监测等方面。海洋二号(HY-2A)卫星不仅填补了中国海洋动力环境卫星遥感的空白,也是目前国际上唯一在轨运行的集主被动微波遥感器于一身的综合型海洋动力环境卫星,具备同时获取风场、有效波高、海面高度和海面温度的能力。通过卫星获得的数据提高了中国海洋环境监测与灾害性海况预报的水平,为国民经济建设和国防建设、海洋科学研究、全球变化研究等提供了可靠的遥感数据,同时还在国际对地观测体系中发挥了重要作用,受到国内外用户的高度认可。海洋一号和海洋二号卫星系列为中国建立完善的海洋环境立体监测体系奠定了坚实基础。根据国家发展和"一带一路"建设的实施,在加快建设海洋强国、维护海洋权益和加快发展海洋经济的进程中对海洋遥感的发展也进一步提出了更高的要求和更紧迫的需求。为此,紧紧围绕国家海洋强国战略需求,在《国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015年—2025年)》中专门规划了海洋观测卫星系列,服务于中国的海洋资源开发、环境保护、防灾减灾、权益维护、海域使用管理、海岛海岸带调查和极地大洋考察等方面,同时兼顾陆地和大气观测领域的需求。在充分继承已有HY-1A/B、HY-2A、高分三号(GF-3)和中法海洋卫星(CFOSAT)成功研制经验和应用成果的基础上,发展多种光学和微波遥感技术,建设新一代的海洋水色卫星和海洋动力环境卫星,具备卫星组网观测能力;发展海洋监视监测卫星,构建优势互补的海洋卫星综合观测体系。通过空间基础设施的建设,海洋遥感卫星必将在建设海洋强国的进程中发挥出重要作用。     

气象卫星发展回顾与展望

回顾了国际气象卫星和中国风云气象卫星的发展,综述了气象卫星在图像解译、定量产品应用和数据同化方面的成就以及辐射校正技术的进步。围绕大气科学,特别是数值天气预报对天基观测的需求,展望了未来气象卫星的技术发展方向。     

基于CBERS-02卫星数据的参数定量反演算法及软件设计

针对中巴资源(CBERS-02)卫星数据的定量化处理技术进行比较概括的阐述.在中国卫星应用中心已有的产品体系基础上,考虑CBERS卫星多波段摄像机、宽视场成像仪及红外多光谱扫描仪数据定量化的特点,建立了CBERS-02卫星数据定量化产品体系.并对其中的主要定量化过程与产品反演算法进行描述,具体包括CBERS-02数据的场地辐射定量标和交叉辐射定标结果、云监测算法、大气校正算法、地表反射率和反照率以及以此为基础的得到的植被指数等相关定量化产品算法.介绍了定量化处理CBERS-02卫星数据的软件,为CBERS-02数据的应用提供了技术支撑.     

基于资源三号卫星影像的城市绿地信息提取方法探讨

我国高分遥感卫星的发展为城市绿地的规划、建设和改造提供有力的技术支持。研究利用资源三号卫星全色和多光谱影像,以国内某城市为例,采用基于规则的面向对象分类技术获取城市绿地。研究提出的技术方案,简单易行,具有较好的应用性。对于推动资源三号卫星在国土资源和城市规划方面的应用具有重要意义。     

基于地球静止气象卫星的地表参数遥感研究进展

地表参数定量遥感反演是遥感科学研究的重要环节.21世纪以来,地球静止气象卫星数据在地表参数遥感反演中受到越来越多的重视.本文对利用地球静止气象卫星进行地表参数遥感反演研究的进展进行了综述.文章首先简单介绍了当前正在运行的欧盟Meteosat、美国GOES-R、日本葵花和中国风云静止卫星系统,随后详细总结了不同卫星系统估...     

Advances in spaceborne hyperspectral remote sensing in China

With the maturation of satellite technology,Hyperspectral Remote Sensing(HRS)platforms have developed from the initial ground-based and airborne platforms into spaceborne plat-forms,which greatly promotes the civil application of HRS imagery in the fields of agriculture,forestry,and environmental monitoring.China is playing an important role in this evolution,especially in recent years,with the successful launch and operation of a series of civil hyper-spectral spacecraft and satellites,including the Shenzhou-3 spacecraft,the Gaofen-5 satellite,the SPARK satellite,the Zhuhai-1 satellite network for environmental and resources monitoring,the FengYun series of satellites for meteorological observation,and the Chang'E series of spacecraft for planetary exploration.The Chinese spaceborne HRS platforms have various new characteristics,such as the wide swath width,high spatial resolution,wide spectral range,hyperspectral satellite networks,and microsatellites.This paper focuses on the recent progress in Chinese spaceborne HRS,from the aspects of the typical satellite systems,the data processing,and the applications.In addition,the future development trends of HRS in China are also discussed and analyzed.     

新一代人工智能驱动的陆地观测卫星遥感应用技术综述

随着各国航天事业的高速发展以及政府对卫星遥感技术的大力支持,各类军民商用卫星系统层出不穷,建立了较为完善的卫星遥感数据获取体系,为推动经济社会高质量发展提供了新动能。与此同时,人工智能技术的迅猛发展极大程度的提升了数据分析的智能化、精准化水平,为遥感大数据分析与应用带来了新的发展机遇。在互联网时代的背景下,结合新一代人工智能、大数据、物联网、5G等先进技术,推动遥感应用朝着智能化、大众化、产业化方向发展是大势所趋。本文依据当前陆地观测卫星智能遥感技术的发展现状与实际需求,论述了人工智能驱动的遥感技术在资源调查、环境监测、灾害监测等领域中的应用研究现状,探讨了现阶段制约人工智能技术在遥感领域应用成效的关键问题,最后结合遥感大数据处理中存在的问题和挑战,对陆地观测卫星遥感应用技术的发展趋势进行了展望,建立基于人工智能的卫星遥感应用体系已成为卫星遥感技术发展的必然趋势。     

China's high-resolution optical remote sensing satellites and their mapping applications

Since the beginning of the twenty-first century,several countries have made great efforts to develop space remote sensing for building a high-resolution earth observation system.Under the great attention of the government and the guidance of the major scientific and techno-logical project of the high-resolution earth observation system,China has made continuous breakthroughs and progress in high-resolution remote sensing imaging technology.The development of domestic high-resolution remote sensing satellites shows a vigorous trend,and consequently,a relatively stable and perfect high-resolution earth observation system has been formed.The development of high-resolution remote sensing satellites has greatly pro-moted and enriched modern mapping technologies and methods.In this paper,the develop-ment status,along with mapping modes and applications of China's high-resolution remote sensing satellites are reviewed,and the development trend in high-resolution earth observa-tion system for global and ground control-free mapping is discussed,providing a reference for the subsequent development of high-resolution remote sensing satellites in China.     

地球系统空间观测:从科学卫星到月基平台

五十多年来,全球性对地观测已形成强大的技术能力和系统体系,在不同应用领域发挥了重要作用。随着对陆地、大气、海洋研究的深入,地球系统科学和全球变化研究正在向空间对地观测技术提出新的重大战略性需求。本文描述了面向全球变化应对、发展全球变化系列科学卫星的方案;提出面向宏观地球科学现象探测、构建月基对地观测系统的设想;同时,作为宏观地球科学现象研究的一个方向,论述了利用地球科学卫星和月基对地观测技术开展全球变化"三极"对比研究的思路。     

陆地卫星遥感监测体系及应用前景

我国陆地卫星的快速发展和人工智能等高新技术的广泛应用为重构卫星遥感监测体系奠定了重要基础。针对我国自然资源保护、国土空间规划实施监督、生态修复及全球变化研究等对土地利用、土地覆盖及其相关地表参数指标动态变化信息的需求,基于当前我国陆地卫星观测能力,设计了全球宏观尺度监测及我国陆域范围季度监测、重点区域月度监测及应急事件即时响应的卫星遥感监测体系框架;针对自然资源卫星遥感监测需求,充分运用大数据、人工智能、云计算等高新技术,本文提出了基于工作流的监测生产线智能流转与可插拔模块调度控制、遥感影像样本知识库构建、复杂场景自然资源变化自动提取、自然资源特定目标自动提取和自然资源变化图斑全生命周期管理等技术解决方案,构建了遥感监测业务化应用技术流程,实现了我国陆域范围自然资源全要素季度监测、重点区域高频次精准监测、特定目标即时监测能力,并在自然资源执法督察和地表水变化等监测中得到应用。     

CBERS-02B卫星数据在涪陵区土地利用分类中的应用

为推进国产卫星数据的应用,本文以CBERS-02B卫星的CCD数据和HR数据为数据源,以重庆市涪陵区为实验区,将DEM、NDVI数据作为补充,采用分层分类的方法,对实验区土地利用/土地覆盖现状信息进行提取,分析CBERS-02B数据的特点及在应用中存在的问题。研究结果表明,CBERS-02B数据可满足复杂地区土地利用宏观监测的需要。     

国土资源部CBERS-02B星“主用户”应用机制研究

以推动国产卫星数据应用为要旨,通过相关组织落实、工作部署以及CBERS-02B星数据的推广应用,逐步深化02B星"主用户"应用机制.     

遥感卫星数据产品分类分级规则研究

随着遥感卫星应用的发展,多源、多时相、多尺度以及不同类型遥感卫星的数据综合集成应用以及与地面观测信息集成,对遥感信息产品进行深度开发利用正在成为遥感应用的重要趋势。目前不同国家和地区、不同系列的遥感卫星数据产品分别采用不同的分类分级方案,难以适应多源、多系列地理空间信息整合应用的需求。本文从遥感应用对遥感卫星数据产品分类分级的需求出发,分析了目前主要遥感卫星的产品系列及其数据产品分类分级规则,参考了正在研究的相关国际标准,遵循系统性、科学性、完整性、兼容性、可操作性和可扩充性原则,研究提出了中国遥感卫星数据产品分类分级的规则。该规则以卫星载荷采用的遥感探测光谱特征及其数据获取方式作为分类依据,以卫星遥感数据的处理水平作为分级依据,建立统一的遥感卫星数据产品的分类分级体系。该规则与正在研究制订的相关国际标准保持一致,不但覆盖目前广泛应用的各类遥感卫星数据产品,而且能方便地建立与现有遥感卫星数据产品分类分级方案的映射关系,并且对未来的数据产品的分类分级留有比较充分的可扩充性,为遥感卫星数据产品分类分级指标体系的研究和相关国家标准的研制提供了依据。     

抓好地球空间信息的数据源--大力发展我国的高分辨率卫星对地观测事业

随着改革开放25年的建设,中国已沿着信息化带动工业发展的道路健康向前发展。在我国已成功实现载人飞船上天,将要开展卫星探月的同时,更加有必要大力发展我国独立自主的卫星对地观测事业,并使之成为国家经济建设、国家安全和社会可持续发展的有力保障,形成推动国民经济发展的强大产业链。文章从抓好地球空间信息的数据源这一角度来分析大力发展我国对地观测卫星及使之产业化的必要性,在分析现在存在的主要问题基础上,对今后我国的卫星对地观测事业提出了若干建设性建议。     

云南中甸地区CBERS-1卫星数据质量分析

将云南中甸地区CBERS-1的CCD数据(轨道号20000480402)与该地区已有的Landsat-5TM数据(轨道号132-41)进行对比,从图像的空间分辨率、几何畸变程度、辐射精度、清晰度、噪声等5方面入手,对CBERS-1的数据质量进行了分析     

联合GNSS/LEO卫星观测数据的区域电离层建模与精度评估

高精度的电离层模型对于提高导航卫星系统的定位精度具有重要意义.低轨卫星的快速发展为建立高精度的电离层模型提供了新的契机.基于仿真数据模拟获得2017年1月1日-30日LEO (low earth orbit)和GNSS(global navigation satellite system)卫星观测数据,星座类型包括60...     

基于CBERS-02B星数据的矿山开采环境变化动态监测——以德兴铜矿为例

以江西德兴铜矿为试验区,利用CBERS-02B星(辅以02星)CCD数据,对德兴铜矿矿山开采环境进行遥感动态监测与分析,以期为矿山的合理开发、环境监测与可持续发展提供决策分析方法.     

中国空间辐射测量基准技术

为确保数据的定量化应用,国际航天遥感大国始终围绕定标技术开展研究,定标精度不断提高。在经历数十年发展之后,受传统的遥感载荷定标系统设计以及地面辐射校正技术理论极限的制约,目前遥感卫星辐射定标停留在太阳反射谱段2%,红外谱段0.2 K的不确定性水平,其精度难以继续提高。进入21世纪,气候变化问题成为全球关注的热点,全球气候变化研究对遥感卫星辐射测量精度提出了前所未有的要求。ASIC³（Achieving Satellite Instrument Calibration for Climate Change）报告指出,为了有效检测全球气候变化信号,准确预测气候变化,遥感卫星观测必须长期保持在太阳反射谱段0.3%、红外谱段0.1 K,太阳总辐射0.01%的不确定性水平。为了迎接这一挑战,欧洲和美国相继提出了CLARREO计划和TRUTHS计划,试图通过发射具有超高辐射测量精度的基准卫星,在监测气候变化信号的同时,标定其他遥感卫星,提升全球遥感卫星整体定标精度。同期,中国也提出了空间辐射测量基准技术的概念,并在“十二五”和“十三五”,通过国家高技术研究发展计划和国家重点研发计划持续支持星上相变固定点黑体、空间低温辐射计等尖端技术的研发,进而逐渐形成发射空间辐射测量基准卫星的路线图。从目前发展态势上看,中国有可能成为第一个建立空间辐射测量基准的国家,率先实现卫星平台辐射观测直接向国际单位（SI）的溯源。     

全球海洋遥感卫星发展综述

随着世界各国对海洋资源的重视不断提高，越来越多的国家开始发展海洋遥感卫星技术，为海洋监测、海洋航运、海洋环境、海洋军事及海洋经济等领域提供支撑服务。对全球海洋遥感卫星信息及其相关参数进行统计分析，有助于掌握未来海洋遥感卫星的发展动态和趋势。根据统计分析可以看出，海洋遥感卫星正向多载荷、高分辨率、全覆盖方向发展，并对卫星的发射条件及搭载的载荷提出了新的挑战。随着载荷种类的增多及传输速率的提高，产生的卫星数据也呈现多源异构性，且数据量急剧增加。为此，只有建立大型的卫星数据中心，形成一体化的支撑体系，才能为海洋各领域提供更好的服务。