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中国农业一号卫星 让农业农村管理有了精准保障

2018-06-03 来源: 光明日报 作者:

  6月2日,高分六号卫星成功飞向太空,我国天地一体化的对地观测能力进一步提升。每一颗高分系列卫星都有着自己的独特优势和使命,对于高分六号卫星而言,其优势和使命可以用一个词来形容——“中国农业一号卫星”。

  “这是我国第一颗真正意义上的农业遥感卫星,可以说是‘中国农业一号卫星’。”作为高分六号卫星的牵头主用户,农业农村部的有关负责人指出,高分六号卫星数据将在农业农村等领域发挥重要作用,有效扭转目前长期依赖国外同类卫星数据的局面,强化农业农村管理的现代化和信息化。

  真正意义上的农业遥感卫星

  在高分六号发射之前,我国已成功发射并稳定运行5颗高分系列卫星,高时空分辨遥感数据保障率有效提升。这些卫星遥感数据不少已经应用于农业,成为农业遥感的主要数据源之一,并在一定程度上打破了我国农业遥感中高分辨率遥感数据长期依赖国外卫星的局面。

  比如,利用高分卫星数据开展全国小麦、玉米、水稻、大豆、棉花、油菜和甘蔗等作物面积监测、长势评估、产量预测等,特别是在年度全国冬小麦、北方水稻等作物种植面积变化监测、资源本底调查中,高分卫星数据已全部取代国外同类数据;开展全国陆地养殖水面分布、耕地数量和质量台账建设等;开展农业旱灾、农田涝害、作物病害虫害等受灾区域应急监测和动态跟踪,评估灾害损失等。

  “但是,相比其他领域的遥感监测,农业遥感监测更具复杂性和特殊性。”农业农村部有关负责人解释,农业监测时间短,作物生长一般就几个月,适合开展遥感监测的关键期就1到2个月,需要快速开展监测,时效性要求较高。同时,监测内容多,我国地域广阔,作物类型多样,种植结构复杂,作物监测内容较多。此外,数据要求高,南方地区云雨天气多,除传统的光学卫星遥感外,还需要雷达卫星遥感数据。

  这些问题,高分六号有望解决。高分六号具有大范围、重访周期短、定量化探测等优势,可满足多种空间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据需求。“高分六号卫星是我国第一颗具备‘红边’谱段传感器的卫星,也是世界上第一颗具备‘红边’谱段的宽视场多光谱中高分辨率卫星。这对农业农村遥感监测非常重要,是真正意义上的‘中国农业一号卫星’。”上述负责人说。

  高分辨率和宽幅成像能力的结合

  高分专项工程总师、国防科工局重大专项工程中心主任童旭东解释,通俗地讲,卫星相当于高挂在地球上空的巨大相机。空间分辨率是指从卫星照片上能辨别地面目标的最小尺寸;时间分辨率是指卫星重复观察同一地面物体所需要的时间;光谱分辨率是指遥感器接受目标辐射时能分辨的最小波长间隔,地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为辨别物质的“指纹”。

  “一般而言,空间分辨率和时间分辨率是一对‘冤家’,需要牺牲一方来保证另一方,但高分六号实现了这两点的优化组合,具备中高分辨率和宽幅成像能力的结合,可满足多种空间分辨率、多种光谱分辨率、多源遥感数据需求。”童旭东说。

  高分辨率和宽幅成像能力的结合,是如何实现的呢?

  高分六号搭载了2米全色/8米多光谱高分辨率相机和16米多光谱中分辨率宽幅相机两个光学传感器,可以获取从紫到近红外谱段的多光谱遥感数据,童旭东强调。这使得高分六号可以实现对玉米、大豆、棉花、马铃薯等同期生长的大宗作物,以及大蒜、生姜、枸杞等经济作物开展田块级的精细识别,助力高精度、定量化和大范围的农业生产过程和农业资源环境要素监测;还可开展叶绿素含量等作物养分含量监测,对农作物估产、农业资源调查和农业灾害监测等领域具有十分重要的作用。

  初步构建天地一体化对地观测系统

  自2010年高分专项立项以来,我国已发射了高分一号高分宽幅、高分二号亚米全色、高分三号1米雷达、高分四号同步凝视、高分五号高光谱观测等多颗卫星,数据源不断丰富。迄今为止,涵盖不同空间分辨率、不同覆盖宽度、不同谱段、不同重访周期的高分数据体系基本形成,与其他民用卫星遥感数据相配合,为高分遥感的应用奠定了坚实基础。

  “在专项实施前,我国天地一体化高分辨率对地观测体系尚未建立,长期缺乏自主高分辨率对地观测数据。国内优于2米的自主高分辨率数据占比低于20%,且只在国土、测绘、环保、减灾等少部分行业开展试验应用,海量遥感数据的业务应用能力不足。”童旭东说,高分专项实施8年以来,我国已初步构建了天地一体化的对地观测系统。

  目前,高分卫星数据已应用于国土、海洋、环保、水利、林业、农业、发改委、减灾、中科院、气象、住建、交通等12个行业的主体业务。而且,公安、卫生、统计等行业实现了遥感应用零的突破。比如,公安部门将遥感应用于毒品源识别;卫生部门应用高分卫星数据监测环境要素变化,预测传染病和流行病发展趋势。

  “高分卫星数据已成为相关部门主体业务不可或缺的手段,成为各级政府治理结构和治理体系的重要支撑,在很大程度上实现了对国外同类型卫星数据的替代。”童旭东说。

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