中国科普博览＿中国湖泊馆

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

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

240

热红外谱段未能工作

Landsat-4

Landsat-5

1982年

1984年

705

MSS

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

120

Landsat-6

Landsat-7

1993年

1999年

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

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

HRV

0.50-0.59

0.61-0.68

0.79-0.89

0.51-0.73

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

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

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

LISS-I

LISS-II

0.45-0.52

0.52-0.59

0.62-0.68

0.77-0.86

同LISS-I

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

IRS-1C

IRS-1D

1995年

1998年

817

LISS-III

WiFS

0.77-0.86

1.55-1.70

0.62-0.68

0.77-0.86

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
WFI	11	近红外谱段：0.77-0.89u	256m

　　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。