兩顆天眼正式上崗什么情況？?jī)深w天眼上崗有啥大用途？

記者昨天從國(guó)防科工局、國(guó)家航天局獲悉，我國(guó)高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)的高分五號(hào)和六號(hào)兩顆衛(wèi)星當(dāng)天正式投入使用。這標(biāo)志著高分專(zhuān)項(xiàng)打造的高空間分辨率、高時(shí)間分辨率、高光譜分辨率的天基對(duì)地觀測(cè)能力中，最有應(yīng)用特色的高光譜能力已經(jīng)形成。當(dāng)天，國(guó)防科工局、國(guó)家航天局還展示了一張高分六號(hào)衛(wèi)星拍攝的北京新機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星圖。

工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)、國(guó)防科工局局長(zhǎng)、國(guó)家航天局局長(zhǎng)張克儉表示，高分五號(hào)、六號(hào)衛(wèi)星的投入使用，將大幅提升我國(guó)對(duì)地觀測(cè)水平，在國(guó)家污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、生態(tài)建設(shè)與綠色發(fā)展、鄉(xiāng)村振興與脫貧攻堅(jiān)、推動(dòng)共建“一帶一路”等方面提供有力的空間信息支撐。張克儉介紹，今年是實(shí)現(xiàn)高分專(zhuān)項(xiàng)“十三五”目標(biāo)承前啟后的關(guān)鍵年，年底高分七號(hào)衛(wèi)星還將發(fā)射，將全部完成天基系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)，高分專(zhuān)項(xiàng)的建設(shè)重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向應(yīng)用體系的建設(shè)上。

據(jù)悉，高分五號(hào)、六號(hào)衛(wèi)星分別于去年5月9日和6月2日成功發(fā)射。高分五號(hào)是國(guó)內(nèi)光譜分辨率最高的衛(wèi)星，也是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣和陸地進(jìn)行綜合觀測(cè)的全譜段高光譜衛(wèi)星，可實(shí)現(xiàn)多種觀測(cè)數(shù)據(jù)融合應(yīng)用，為我國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源勘查、防災(zāi)減災(zāi)等行業(yè)提供高質(zhì)量、高可靠的高光譜數(shù)據(jù)，在我國(guó)高光譜分辨率遙感衛(wèi)星應(yīng)用方面具有示范作用，在掌握高光譜遙感信息資源自主權(quán)、滿(mǎn)足國(guó)家需求等方面具有重大戰(zhàn)略意義。

高分六號(hào)衛(wèi)星是高分專(zhuān)項(xiàng)天基系統(tǒng)中兼顧普查與詳查能力、具有高度機(jī)動(dòng)靈活性的高分辨率光學(xué)衛(wèi)星。該星與高分一號(hào)衛(wèi)星組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)我國(guó)陸地區(qū)域2天的重訪(fǎng)觀測(cè)，極大提高了遙感數(shù)據(jù)的獲取規(guī)模和時(shí)效，有效彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)外已有中高空間分辨率多光譜衛(wèi)星資源的不足，提升了國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的自給率和應(yīng)用范圍。

記者了解到，高分辨率對(duì)地觀測(cè)系統(tǒng)重大專(zhuān)項(xiàng)是《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》確定的十六個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)之一， 2010年批準(zhǔn)啟動(dòng)實(shí)施以來(lái)，已成功發(fā)射高分一號(hào)至高分六號(hào)等六顆衛(wèi)星。高分專(zhuān)項(xiàng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)已廣泛應(yīng)用于20個(gè)行業(yè)、30個(gè)省域，在國(guó)土、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、測(cè)繪等領(lǐng)域應(yīng)用中取得了重要成果，為促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提升地方政府現(xiàn)代化治理能力等提供了服務(wù)支撐。

這兩顆“天眼”有啥大用途？

很多人很好奇，高分衛(wèi)星是如何服務(wù)于國(guó)計(jì)民生的？應(yīng)用效果如何？在高分五號(hào)、六號(hào)投入使用之際，記者通過(guò)這兩顆衛(wèi)星揭曉高分專(zhuān)項(xiàng)的大用途。

讓環(huán)境污染無(wú)處遁形

高分五號(hào)是國(guó)內(nèi)光譜分辨率最高的衛(wèi)星，也是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣和陸地進(jìn)行綜合觀測(cè)的全譜段高光譜衛(wèi)星。有了高光譜分辨率這項(xiàng)技能的加持，高分五號(hào)在環(huán)境監(jiān)測(cè)上更加“火眼金睛”，區(qū)分不同污染物、不同污染程度的能力大大提高。

每種物質(zhì)都有自己獨(dú)一無(wú)二的光譜特征，光譜因此被視為辨別物質(zhì)的“指紋”。光譜分辨率越高，識(shí)別目標(biāo)物質(zhì)的能力就越強(qiáng)。比如，衛(wèi)星在進(jìn)行水體監(jiān)測(cè)時(shí)，沒(méi)有高光譜手段，很難區(qū)分水體里的水草和水華，給出的反饋是一類(lèi)物質(zhì)。分辨率提高后，有了區(qū)分的能力，可以通過(guò)遙感數(shù)據(jù)把不同物質(zhì)種類(lèi)提取出來(lái)，更好地探測(cè)和研究污染情況。

據(jù)高分五號(hào)研制單位航天科技集團(tuán)八院介紹，在大氣污染方面，高分五號(hào)衛(wèi)星能夠精確感知霧霾、臭氧、二氧化氮、二氧化硫等大氣主要污染物的分布、變化和運(yùn)輸過(guò)程，讓污染氣體無(wú)處遁形。在水污染方面，高分五號(hào)衛(wèi)星能準(zhǔn)確鑒別飲用水源地、重點(diǎn)湖庫(kù)的水質(zhì)情況，及時(shí)跟蹤內(nèi)陸水體藍(lán)藻、綠藻、黃藻等藻類(lèi)污染物的生長(zhǎng)變化，為水體保護(hù)和污染防治提供解決方案。高分五號(hào)衛(wèi)星還可以通過(guò)地表的成像分析，識(shí)別地下礦物，就像有一雙“透視眼”，在礦產(chǎn)資源調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測(cè)方面也能發(fā)揮重要作用。

作為高分五號(hào)的牽頭用戶(hù)部門(mén)，生態(tài)環(huán)境部在該衛(wèi)星的在軌測(cè)試期間，對(duì)其能力進(jìn)行了檢驗(yàn)。“去年11月在上海舉辦的中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)期間，我們利用高分五號(hào)衛(wèi)星大氣痕量氣體差分吸收光譜儀對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)污染氣體進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，為進(jìn)博會(huì)的空氣質(zhì)量保障提供了支撐。”生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心綜合業(yè)務(wù)部副主任趙少華介紹。

讓農(nóng)業(yè)和農(nóng)村管理更高效

與其他高分衛(wèi)星相比，高分六號(hào)的特別之處在于新增了兩個(gè)紅邊波段傳感器，是我國(guó)第一顆具備紅邊波段傳感器的衛(wèi)星。正是因?yàn)橛辛诉@兩個(gè)紅邊波段傳感器，高分六號(hào)被譽(yù)為“中國(guó)農(nóng)業(yè)一號(hào)衛(wèi)星”。“紅邊波段是作物的特征波段之一，增加紅邊波段后可以增加植被分析的精度和靈敏度。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所所長(zhǎng)周清波解釋。

在高分六號(hào)之前，高分衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。但是，作物生長(zhǎng)時(shí)間一般較短，對(duì)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的時(shí)效性要求較高，而且我國(guó)地域廣闊，作物類(lèi)型多樣，種植結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作物監(jiān)測(cè)內(nèi)容較多，此前的遙感數(shù)據(jù)不能完全滿(mǎn)足要求。

周清波介紹，高分六號(hào)在軌測(cè)試期間，他們重點(diǎn)對(duì)該星新增波段的應(yīng)用效果進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，增加紅邊等波段后，衛(wèi)星影像的顏色更加豐富多彩，增強(qiáng)了不同地表覆蓋，特別是不同作物類(lèi)型和不同生長(zhǎng)狀態(tài)之間的差異的識(shí)別能力。而且，在作物類(lèi)型識(shí)別、作物長(zhǎng)勢(shì)診斷、果園等農(nóng)用地監(jiān)測(cè)中，精度都有不同程度的提高。比如，土地覆蓋監(jiān)測(cè)和秋收作物識(shí)別的總體精度分別提高了15%和9%以上。

而且，高分六號(hào)投入使用后，與高分一號(hào)衛(wèi)星組網(wǎng)，對(duì)我國(guó)陸地區(qū)域的重訪(fǎng)時(shí)間由4天縮短為2天，時(shí)間分辨率提高一倍，極大提高了遙感數(shù)據(jù)的獲取規(guī)模和時(shí)效。目前，科研人員利用高分六號(hào)的新增波段，改進(jìn)了作物識(shí)別、農(nóng)田洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)、土地沙化調(diào)查、積雪覆蓋監(jiān)測(cè)等技術(shù)方法和模型，并已用于2018年的玉米和大豆面積監(jiān)測(cè)、安徽洪澇災(zāi)害作物損失評(píng)價(jià)、部分地區(qū)果園和設(shè)施農(nóng)業(yè)分布調(diào)查等工作。

不僅是農(nóng)作物的監(jiān)測(cè)，高分六號(hào)還可以助力美麗鄉(xiāng)村的建設(shè)。周清波介紹，比如農(nóng)村的大棚房整治問(wèn)題，有人申請(qǐng)的是農(nóng)業(yè)大棚，但可能用來(lái)蓋房子，高分六號(hào)可以把這種違規(guī)行為“揪出來(lái)”。再比如農(nóng)村人居環(huán)境整治工作中的垃圾堆放、秸稈燃燒等問(wèn)題，高分六號(hào)也可以提供客觀影像和數(shù)據(jù)。

提升氣象應(yīng)急服務(wù)能力

作為“天眼”，高分衛(wèi)星還可以用在天氣預(yù)報(bào)和天氣監(jiān)測(cè)上。提起氣象預(yù)報(bào)，很多人都會(huì)想到風(fēng)云氣象衛(wèi)星。“其實(shí)高分衛(wèi)星的高空間分辨率產(chǎn)品是一個(gè)很好的補(bǔ)充，在應(yīng)對(duì)特殊的天氣和地表災(zāi)害過(guò)程時(shí)，可以起到關(guān)鍵性作用。”中國(guó)氣象局國(guó)家氣象衛(wèi)星應(yīng)用中心研究員王維和指出。

據(jù)了解，中國(guó)氣象局利用高分一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)等衛(wèi)星數(shù)據(jù)在臺(tái)風(fēng)、暴雨、龍卷、洪澇等災(zāi)害天氣和環(huán)境生態(tài)領(lǐng)域的遙感監(jiān)測(cè)，以及地震、滑坡等災(zāi)害評(píng)估工作中開(kāi)展了大量的應(yīng)用。比如，利用高分四號(hào)最高50米的空間分辨率，使臺(tái)風(fēng)的定位精度從公里級(jí)提高到百米級(jí)，還可以觀測(cè)到臺(tái)風(fēng)內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)使小尺度對(duì)流云團(tuán)監(jiān)視更加準(zhǔn)確，為強(qiáng)降水落區(qū)的判斷提供了重要依據(jù)。高分四號(hào)為2017年的四川地震災(zāi)區(qū)監(jiān)測(cè)以及2018年的山竹等臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)提供了數(shù)據(jù)支撐。

相對(duì)于此前的高分衛(wèi)星，高分五號(hào)的高光譜不僅可以更好地看清楚大氣等各類(lèi)污染物，而且還可以更好地觀察到氣候的變化。在軌測(cè)試期間，高分五號(hào)成功地監(jiān)測(cè)了北京局部地區(qū)高溫、青藏高原冰川群和積雪分布等情況。“所測(cè)試的產(chǎn)品均滿(mǎn)足或優(yōu)于設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，能夠滿(mǎn)足大氣化學(xué)、氣候變化的應(yīng)用需求。”王維和說(shuō)。

面對(duì)近年來(lái)復(fù)雜嚴(yán)峻的氣候形勢(shì)和防汛抗洪救災(zāi)任務(wù)，高分衛(wèi)星在氣象業(yè)務(wù)服務(wù)中應(yīng)用效果顯著，有效提升了氣象應(yīng)急服務(wù)能力，在氣象防災(zāi)減災(zāi)的決策及公眾服務(wù)中都起到了不可替代的重要作用。比如在軌測(cè)試期間，高分六號(hào)已為2018年雅魯藏布江米林滑坡堰塞湖、印尼海嘯等國(guó)內(nèi)外災(zāi)害及時(shí)提供了應(yīng)急觀測(cè)服務(wù)。

期待更多衛(wèi)星組網(wǎng)

高分五號(hào)、六號(hào)投入使用后，極大緩解了我國(guó)對(duì)國(guó)外衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的依賴(lài)。對(duì)污染氣體和溫室氣體的監(jiān)測(cè)，我國(guó)以前主要依賴(lài)國(guó)外衛(wèi)星，有了高分五號(hào)，我國(guó)將大大緩解對(duì)國(guó)外高光譜遙感數(shù)據(jù)的依賴(lài)，掌握高光譜遙感信息資源自主權(quán)。高分六號(hào)則有效彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)外已有中高空間分辨率多光譜衛(wèi)星資源的不足，提升國(guó)產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的自給率和應(yīng)用范圍。

不過(guò)，相比于不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用需求，目前的高分衛(wèi)星還存在不足。比如，環(huán)境監(jiān)測(cè)需要大量的高空間分辨率、高時(shí)間分辨率和高光譜分辨率的數(shù)據(jù)。“目前來(lái)看，可用的國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足應(yīng)用的需求，在覆蓋能力、重訪(fǎng)能力方面還很不足。”趙少華指出，我們還需要更多的環(huán)境專(zhuān)用載荷，需要更多的衛(wèi)星一起組網(wǎng)，提高監(jiān)測(cè)水平。

此外，趙少華還強(qiáng)調(diào)，高效使用數(shù)據(jù)是衛(wèi)星應(yīng)用成效發(fā)揮的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)很多新型載荷，我們需要更多地加強(qiáng)其應(yīng)用算法的研究。

工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)、國(guó)防科工局局長(zhǎng)、國(guó)家航天局局長(zhǎng)張克儉表示，今年年底，我國(guó)還將發(fā)射高分七號(hào)衛(wèi)星，全部完成天基系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)，高分專(zhuān)項(xiàng)的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)向應(yīng)用體系的建設(shè)上。他要求進(jìn)一步健全高分專(zhuān)項(xiàng)的共享渠道、暢通高分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用的高速公路，不斷豐富和完善高分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品體系，使越來(lái)越多的遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用產(chǎn)品服務(wù)于國(guó)內(nèi)，并走向國(guó)際。