监测环境污染,我国高分五号卫星发射成功

作者: 科学科技  发布:2019-07-24

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我国最近发射的高分五号卫星是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星

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环境保护再添“天眼”

5月9日2时28分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。高分五号卫星是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国高分专项中一颗重要的科研卫星。它填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,可满足环境综合监测等方面的迫切需求,是我国实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志。新华社记者金立旺摄

高分五号卫星效果图中国航天科技集团有限公司八院供图

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5月9日2时28分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。

5月9日凌晨2时28分,我国高分专项规划的唯一一颗陆地环境高光谱观测卫星高分五号在太原卫星发射中心成功发射。高分五号卫星飞向太空,意味着让人类赖以生存的大气、水、土壤、植被等将被更清晰地观测,助力生态环境保护。

中国航天近期又有一次引人瞩目的发射。5月9日2时28分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。这是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国光谱分辨率最高的卫星。高分五号卫星的成功发射,是我国实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志,将满足环境综合监测等方面的迫切需求,对掌握高光谱遥感信息资源自主权,助力建设美丽中国具有重要意义。

高分专项工程总设计师、国防科工局重大专项工程中心主任童旭东在发射现场告诉记者,高分五号卫星是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国高分专项中一颗重要的科研卫星。它填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,可满足环境综合监测等方面的迫切需求,是我国实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志。

作为“高分”家族的一员,高分五号将和此前已发射的四颗高分卫星一同担负起建设高分辨率对地观测系统的使命。但与此前不同的是,这是一颗高光谱观测卫星,观测谱段覆盖紫外至长波红外,在国际上首次实现对大气、水体和陆地进行综合的高光谱观测。

高分五号卫星的本领为何这么强?卫星上搭载了哪些“神器”,又能发挥什么作用?

“这颗设计寿命8年的卫星,装载6台全新研制的观测载荷,可通过对大气污染气体、温室气体、气溶胶等物理要素的监测,动态反映我国大气污染状况。”高分专项应用系统副总师、生态环境部卫星环境应用中心主任王桥告诉记者,这颗卫星可探测内陆水体、陆表生态环境、蚀变矿物、岩矿类别,为我国环境监测、资源勘查、防灾减灾等行业提供高质量的高光谱数据。

“高分五号成功发射,对于我们突破对国外高光谱遥感数据的依赖,缓解我国生态环境监测对高光谱遥感数据的急需状态将发挥重要作用。”高分专项应用系统副总师、生态环境部卫星环境应用中心主任王桥说。

高分五号卫星将填补国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白

童旭东说,与此前发射的采用普通光学成像,只能看到物质形状、尺寸等信息的高分卫星不同,高分五号卫星是我国光谱分辨率最高的遥感卫星,具备光谱成像技术,可探测物质的具体成分。卫星可实现紫外至长波红外谱段的全谱段观测,探测工作模式多达26种,星上载荷光谱定标精度达0.008波数,为国内卫星之最。

1.突破瓶颈减少对国外数据的依赖

高分五号是一颗什么样的卫星?

据悉,高分五号工程由国防科工局组织实施。卫星和运载火箭由中国航天科技集团有限公司上海航天技术研究院研制生产;发射和测控任务由中国卫星发射测控系统部负责;中国资源卫星应用中心、中科院遥感与数字地球研究所共同承担地面系统数据接收及处理相关任务。生态环境部、自然资源部、中国气象局等负责应用系统建设和示范应用。此次发射任务是长征系列运载火箭的第274次发射。

要保护我们的环境,必须随时“监视”生态环境的变化,即进行生态环境监测。如果只是自己的“一亩三分地”,凭借一双肉眼或者一些地面设备就可以实现监测。但如果是数百万平方公里的土地和浩渺的天空、无垠的海洋,及其更为复杂的物质和生物,地面上的“眼睛”是远远不够的。这时候,卫星遥感的作用开始显现。卫星遥感监测具有宏观、快速、准确等特点,近年来作为生态环境动态变化监测的有效手段,得到了越来越多的应用。

高分专项工程总设计师、国防科工局重大专项工程中心主任童旭东说,高分五号是高分专项(高分辨率对地观测系统重大专项)规划的唯一一颗陆地环境高光谱观测卫星,是世界上首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国高分专项中一颗重要的技术试验星。

高分专项,是国家十六个重大科技专项之一,于2010年批准启动实施。此前已成功发射了高分一号、二号、三号、四号卫星,今年还将发射高分六号卫星。

“但我们目前遇到一个瓶颈,卫星遥感数据源远远不能满足应用需求。”高分专项应用系统副总师、生态环境部卫星环境应用中心主任王桥说,对于大范围、定量化、同步观测要求较高的生态环境遥感监测,现有卫星数据在数据覆盖能力、高分辨率等方面与现实需要还有很大距离,严重制约了卫星遥感技术在生态环境保护工作中的应用。而且导致了我国对国外高光谱遥感数据的依赖。

专家介绍,高光谱遥感是当前遥感技术的前沿领域。地球上不同的元素及其化合物都有自己独特的光谱特征,光谱因此被视为辨别物质的“指纹”,是用以识别和分析不同物体特征的一种重要的“身份证”。而高分五号卫星与此前发射的高分一号、二号、四号卫星有所不同。光学成像只能看到物质的形状、尺寸等,高分五号卫星具备的光谱成像技术,可使光谱与图像结合为一体,探测物质的具体成分。

目前,我国还没有真正意义上的环境专用卫星。自2010年高分专项立项以来,我国一直致力于提升自主获取高分辨率观测数据的能力。经过8年努力,高分专项全部7型卫星中已有4型成功发射并稳定运行。其中,高分一号实现了中高分辨率与大幅宽相结合的观测能力;高分二号标志着我国民用遥感卫星跨入亚米级分辨率时代;高分三号是我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达成像卫星;高分四号是世界首颗地球静止轨道高分辨率成像遥感卫星。它们在高空间分辨率、高时间分辨率等方面极大提升了观测能力。

高分专项应用系统副总师、生态环境部卫星环境应用中心主任王桥表示,目前我国在大气污染防治、水污染防治、生态环境监管、中央环保督察、环境污染和生态破坏事件应急处置等日常工作中,已经越来越离不开遥感监测的支撑。但对于大范围、定量化、同步观测要求较高的生态环境遥感监测,现有卫星数据在数据覆盖和重访能力、空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率等方面都存在很大差距,严重制约了卫星遥感技术在生态环境保护工作中的应用。

据高分专项工程总设计师、国防科工局重大专项工程中心主任童旭东介绍,高分五号是高分专项规划的唯一一颗陆地环境高光谱观测卫星,也是我国光谱分辨率最高的卫星,分辨率达到0.5纳米,相当于一张A4纸的万分之一,它是形成我国“高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率”目标的重要组成部分,是实现高光谱分辨率对地观测能力的重要标志。

据了解,高分五号卫星是以生态环境部为牵头用户、自然资源部和中国气象局等为主要用户的环境专用卫星,具有高光谱、大范围、定量化探测等特点,面向生态环境监测搭载的多个大气探测载荷具备大幅宽、高光谱及偏振探测能力,使二氧化氮和二氧化硫等污染气体、二氧化碳和甲烷等温室气体高精度遥感探测成为可能。

让高旭东自豪和欣慰的是,高分五号对提高我国卫星高光谱数据的自给率、减少我国对国外高光谱卫星数据的依赖,具有非常重要的意义。

因此,高分五号卫星将填补国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白,通过对大气污染气体、温室气体、气溶胶等物理要素的监测,动态反映我国大气污染状况。同时,高分五号卫星还可以对内陆水体、陆表生态环境、蚀变矿物、岩矿类别进行探测,为我国环境监测、资源勘查、防灾减灾等行业,提供高质量、高可靠性的高光谱数据。

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