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太空“哨兵”,GoogleEart
h身后的遥感卫星
Googleearth所推出的卫星图片史无前例地满足了亿万普
通人对自己生活的地球家园的好奇与关注,同时也激发了他们对
GoogleEarth身后遥感卫星的兴趣。
GoogleEarth中的大部分卫星图片由美国数字地球(Digital
Globe)公司研制的捷鸟(QuickBird)商业遥感卫星提供,此外也
有少部分由美国的陆地遥感卫星(Landsat)提供。这些被称为太
空哨兵“”的遥感卫星一直默默无闻地运行在各自的轨道上,恪尽
职守地执行着多种对地遥感观测任务。那么,它们究竟是如何工
作的?记者就此问题采访了中国科学院光电研究院(中科院天地
一体化遥感技术系统总体部)的潘习哲、戴昌达两位研究员,其
中潘习哲研究员向我们简要介绍了遥感卫星工作的情况(根据谈
话内容整理,有删节)。
《航天员》:我们的读者朋友在来信中表达了对GoogleEarth
身后航天技术的关注,尤其是对卫星遥感技术非常感兴趣,能否
谈谈目前卫星遥感的基本原理?
潘习哲:遥感,简单地理解就是遥“远地感知”。我们头顶上
的遥感卫星最近的距我们有100多千米,最远的有36000千米,
要从这样一个高度来准确感知地球表面的情况,它们是怎么做到
的呢?
我们知道,物体具有反射、吸收、透射和发射电磁波的能力,
这种物质所固有的特性统称为电磁波特性,或简称光谱特性。不
同物体的电磁波特性是不同的,遥感就是根据这个原理来探测地
表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波。人们利用专门的仪器
(如遥感器)记录这些电磁波,通过它们与地物的对应关系,分
析和确定所要了解物质的信息,实现感知地物的目的。
太空中的卫星是一个非常好的遥感平台。从太空中俯瞰地球,
首先是位置非常高,感知的范围广,并且受到地面上空的气流、
温差等各方面的影响非常小,有利于卫星察看地球。卫星能够遥
感的关键在于卫星安装有眼睛“”—传感器(或敏感器),传感器可
以是光学遥感摄影机。根据探测波段的不同,摄影方式一般分为
近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影等,这些摄影
一般根据从地面物体反射过来的光波进行遥感,多为被动式遥感,
受制约比较多,因为需要利用太阳作为它们的光源。传感器也可
以是雷达,通过自身主动地不断向地面物体发射电磁波并接收返
回的电磁波对物体进行感知,可以实现全天候、全天时工作。这
些遥感信号经过一系列光电转化后保存并被传送到地面接收站,
地面工作人员对这些信号进行还原、校正、变换和融合处理,就
可以得到我们所需要的各种卫星影像数据,包括你们所说的
GoogleEarth卫星影像图。实际上GoogleEarth里除了卫星图片
外,还使用了部分航拍图片进行补充。
《航天员》:目前,太空中的对地遥感卫星主要有哪些?各
有怎样的特点和用途?
潘习哲:目前在各种轨道上运行的卫星有几千颗,数量非常
多,因此分类的方式也很多。但是我们通常是按照用途将其分为
气象卫星系列、海洋卫星系列、陆地卫星(又称地球资源卫星)
系列。
气象卫星是最早发展起来的环境卫星,从1960年美国发射
第一颗试验性气象卫星泰诺斯“”1号(Tiros-1)以来,目前已经
发展到以美国NOAA系列为代表的新阶段。我国使用的主要是
自己研发的风云“”系列。气象卫星一般具有运行轨道高、成像面
积大、资料来源连续、成本低等特点,可用于气象预报、气象研
究、资源调查、海洋研究等。利用它的遥感数据可以绘制云图、
冰雪覆盖图及其他天气图,发现旋风、台风、飓风,确定云顶温
度和地表温度。除此以外,它还可以广泛应用于农作物长势监测、
自然灾害监测、冰情预报等许多非气象领域。
海洋卫星是一种探测海洋表面状况、监测海洋动态的卫星,
是目前各国开发海洋的一个重要的高空探测平台。1978年,美
国发射了世界上第一颗海洋卫星(Seasat-A)开创了海洋遥感和
微波遥感的新阶段。目前世界上主要的海洋卫星有美国的海洋卫
星(Seasat-A)、雨云“”7号卫星(Nimbus-7),日本的海洋观测
卫星和加拿大的
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