地球资源遥感卫星是众多遥感探测器中最主要的一种,它的目标十分明确,它是探测地球资源与环境的遥感卫星。
美国的Landsat、法国的SPOT、中巴合作的CBERS、日本的JRS、欧共体的ERS、加那大的Radarsat, 印度的地球资源卫星都是属于此类。它们是目前世界上最常用的遥感卫星。湖泊调查与考察经常利用它。
地球资源遥感卫星发展简史
地球资源遥感卫星发展的历史就是对遥感平台的多样化,遥感基础理论的不断深化,遥感卫星分辨率不断提高和遥感应用的逐渐推广的历史。
地球资源遥感卫星始于1972年,美国发射首颗地球资源遥感卫星,发回MSS图像信息。MSS(Multi-Spectral Scanner)多谱段扫描仪共4个波段。由于美国地球资源遥感卫星的上天,以及其发回的遥感信息的广泛应用(特别初期在军事上和农业上的应用),使人们认识到利用地球资源卫星寻找、开发、利用和管理地球资源是一种非常有效的手段,于是各国争先研制自己的地球资源卫星。到目前为止,已先后有美国、俄罗斯、法国、印度、日本和加拿大等国家发射了自己的地球资源卫星(或称用于地球观测的卫星)。80年代末,中国和巴西开始联合研制中巴地球资源卫星(CBERS),并于去年发射成功,投入使用。
在近三十年的发展过程中,最具代表性的有美国的陆地卫星系列(Landsat),法国的斯波特卫星系列(SPOT),印度的遥感卫星系列(IRS)和加拿大的雷达卫星(Radarsat)等。
(1)美国的陆地卫星(Landsat) 美国的陆地卫星是世界上最早发射的地球资源卫星,Landsat-1于1972年发射。到今天,它已经研制并发射了三代陆地卫星。虽然,其遥感有效载荷全部是光学遥感器,然而其空间分辨率和波谱分辨率有很大的提高。现在,已到Landsat-7。
表1. 美国陆地卫星及其遥感器的概况
Landsat-1
Landsat-2
1972年
1975年
920
RBV
MSS
0.48-0.58
0.58-0.68
0.70-0.83
0.5-0.6
0.6-0.7
0.7-0.8
0.8-1.1
80
79
Landsat-3
1978年
同Landsat-2
10.4-12.6
240
Landsat-4
Landsat-5
1982年
1984年
705
TM
0.45-0.52
0.52-0.60
0.63-0.69
0.76-0.90
1.55-1.75
2.08-2.35
10.4-12.5
30
120
Landsat-6
Landsat-7
1993年
1999年
ETM
ETM+
0.50-0.90
15
60(ETM为120)
(2)法国SPOT卫星 法国的SPOT卫星研制起步较晚,但由于采用了具有特色的设计思想和技术,使得法国的SPOT卫星很快在民用对地观测领域占有一席之地。其特点是有斜向扫描,能立体成像。
表2. 法国SPOT卫星及其遥感器概况
SPOT-1
SPOT-2
SPOT-3
1986年
1990年
832
HRV
0.50-0.59
0.61-0.68
0.79-0.89
0.51-0.73
20
10
SPOT-4
1988年
HRVIR
VEGETATION
1.57-1.70
0.43-0.47
0.78-0.89
1.58-1.75
1150
SPOT-5
2002年
HRG
0.50-0.58
0.61-0.67
0.49-0.715
同SPOT-4
5
(3)印度IRS系列卫星 印度政府能将有限的资金投入到地球资源卫星的研制,确是一种明智的抉择。
1988年印度发射第一颗IRS卫星,此后又发射了多颗IRS系列卫星。其特点是1994年发射的IRS-P2有一波谱的空间分辨率达到5.8m。
表3. 印度IRS系列卫星及其遥感器概况
IRS-1A
IRS-1B
1991年
904
LISS-I
LISS-II
0.52-0.59
0.62-0.68
0.77-0.86
同LISS-I
73
36.5
2台
LISS
IRS-P2
1994年
817
PAN
0.5-0.75
32×36
5.8
23
IRS-1C
IRS-1D
1995年
1998年
LISS-III
WiFS
1.55-1.70
70
188
(4)加拿大Radarsat系列卫星 加拿大在对地观测方面,独辟蹊径,将目标瞄准在雷达卫星。1980年列入计划,1989年开始研制Radarsat-1,1995年发射入轨。Radarsat-1运行在太阳同步轨道上,其遥感器为合成孔径雷达(SAR),Radarsat SAR工作在C波段(5.3GHz),发射和接收极化均为水平(HH)。
中巴平台
Radarsat SAR工作非常灵活,用户可选择入射角、分辨率和幅宽。其入射角可选20°-50°,分辨率可选10-100m,幅宽可选45-500km。寿命设计为5年,已使用至今。
其特点是工作不受时间和气候条件的限制,能够全天时,全天候的工作。
(5)中巴地球资源卫星CBERS 中巴地球资源卫星(CBERS)主要是立足于国内的技术基础研制的。它兼有SPOT-1和Landsat 4的主要功能。
160m(热红外)
此外,欧共体、以色列亦都有性能很好的地球资源卫星。
从整个地球资源卫星发展的简史来看,几个主要的拥有地球资源卫星的国家都非常注意卫星的系列化,形成各自相对独立且比较完善的对地观测系统。由于系列化卫星和遥感仪器都具有很强的继承性,系列星的工作衔接得很好。因此,其技术指标循序渐进,不断提高。空间分辨率从低到高,波谱分辨率从少到多,时间分辨率从长到短。为此,也愈来愈能够被广泛地应用。
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