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认识地球资源卫星

  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

卫星 发射时间 轨道高度/km 遥感器 波段/μm 空间分辨率/m 备注

 

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

80

80

79

79

79

79

 

 

 

 

Landsat-3

 

 

 

1978年

 

 

 

920

RBV

 

 

MSS

 

同Landsat-2

0.5-0.6

0.6-0.7

0.7-0.8

0.8-1.1

10.4-12.6

80

79

79

79

79

240

热红外谱段未能工作

 

 

Landsat-4

Landsat-5

 

 

 

1982年

1984年

 

 

 

705

705

 

MSS

 

 

TM

 

同Landsat-2

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

79

30

30

30

30

30

30

120

 

 

 

Landsat-6

Landsat-7

 

 

 

1993年

1999年

 

 

 

705

705

 

 

 

ETM

ETM+

 

0.50-0.90

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

15

30

30

30

30

30

30

60(ETM为120)

Landsat-6
未进入轨道

  (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

卫星 发射
时间
轨道高度/km 遥感器 谱段/um 空间分辨率/m 备注

SPOT-1

SPOT-2

SPOT-3

1986年

1990年

1993年

832

832

832

HRV

0.50-0.59

0.61-0.68

0.79-0.89

0.51-0.73

20

20

20

10

2台HRV
 

 

 

SPOT-4

 

 

 

1988年

 

 

 

832

HRVIR

 

VEGETATION

 

0.50-0.59

0.61-0.68

0.79-0.89

1.57-1.70

0.43-0.47

0.61-0.68

0.78-0.89

1.58-1.75

20

20

20

20

1150

1150

1150

1150

 
 

 

SPOT-5

 

 

2002年

 

 

832

HRG

 

 

VEGETATION

 

0.50-0.58

0.61-0.67

0.78-0.89

1.57-1.70

0.49-0.715

同SPOT-4

20

20

20

20

5

1150

 

  (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

卫星 发射时间 轨道高度/km 遥感器 谱段/um 空间分辨率/m 备注

IRS-1A

IRS-1B

1988年

1991年

904

904

LISS-I

 

LISS-II

0.45-0.52

0.52-0.59

0.62-0.68

0.77-0.86

同LISS-I

73

73

73

73

36.5

2台

LISS

 
 

IRS-P2

 

1994年

 

817

LISS-II

PAN

同LISS-I

0.5-0.75

0.52-0.59

0.62-0.68

32×36

5.8

23

23

 

IRS-1C

IRS-1D

1995年

1998年

817

817

LISS-III

 

WiFS

0.77-0.86

1.55-1.70

0.62-0.68

0.77-0.86

23

70

188

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。

传感器类型 波段号 波段范围 地面分辨率
CCD 1 蓝光谱段:0.45-0.51u 19.5m
2 绿光谱段:0.52-0.59u
3 红光谱段:0.63-0.69u
4 近红外谱段:0.77-0.89u
5 全色谱段:0.45-0.73u
IR-MSS 6 可见光-近红外谱段:0.5-0.9u 80m(MSS)

 


160m(热红外)

7 短波红外谱段:1.55-1.75u
8 短波红外谱段:2.08-2.35u
9 热红外谱段:10.5-12.5u
WFI 10 可见光谱段:0.63-0.69u 256m
11 近红外谱段:0.77-0.89u

  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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