8月19日11時15分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征四號乙”運載火箭發(fā)射高分二號衛(wèi)星，成功入軌并穩(wěn)定運行，引起社會各界人士的高度關(guān)注。

　　而最近，公安部、環(huán)保部、農(nóng)業(yè)部、中國氣象局、中國地震局、國家統(tǒng)計局、國家海洋局等相關(guān)部門，利用“高分一號”衛(wèi)星數(shù)據(jù)和高分專項先期攻關(guān)成果，相繼取得重要發(fā)現(xiàn)，使公眾對“高分”的熱度再度增加。

　　那么，高分衛(wèi)星與普通衛(wèi)星相比，有哪些特點？高分衛(wèi)星在我國的發(fā)展情況如何，應(yīng)用價值有多大？與發(fā)達(dá)國家相比，我國高分衛(wèi)星技術(shù)還有哪些進(jìn)步空間？

　　定位：登“高”望“遠(yuǎn)”

　　作為我國重大科技專項之一，高分衛(wèi)星不僅是“天眼工程”，也是服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)與發(fā)展的“應(yīng)用工程”、“創(chuàng)新工程”。

　　“高分衛(wèi)星是高分辨率對地觀測衛(wèi)星的一種簡稱。目前，我國已經(jīng)發(fā)射了兩個高分衛(wèi)星——‘高分一號’和‘二號’，其中‘高分一號’是2013年4月26日發(fā)射的，而‘高分二號’是今年8月19日發(fā)射的?！北本┖娇蘸教齑髮W(xué)宇航學(xué)院飛行器技術(shù)系教師游暉認(rèn)為，通常情況下，衛(wèi)星因其功能不同而有遙感衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星和導(dǎo)航衛(wèi)星四種。而高分衛(wèi)星屬于遙感衛(wèi)星，其特點是分辨率高，“高分一號”的分辨率最高為兩米，“高分二號”的分辨率則能夠低于一米。這里所說的分辨率指的是人們通常認(rèn)為的幾何分辨率。游暉舉例，就像人們常常使用的手機(jī)屏幕分辨率可以反映圖像的形狀和清晰度一樣，高分衛(wèi)星的分辨率還包括反映色澤和色差的輻射強(qiáng)度分辨率、多頻段分辨率，以及可以充分反映時間變化情況的時間分辨率。

　　在中國空間技術(shù)研究院研究員、《國際太空》雜志副主編龐之浩看來，去年成功發(fā)射的“高分一號”衛(wèi)星有以下幾個主要特點，首先是空間分辨率高，“高分”是國內(nèi)分辨率最高的民用衛(wèi)星；其次，中分辨率遙感視場非常大，目前國際上高于20米分辨率高分衛(wèi)星幅寬一般不超過200千米，而“高分一號”多光譜分辨率16米，幅寬800千米，是目前世界上同等分辨率下幅寬最大的高分衛(wèi)星。此外，它的中繼測控能力以及偏航定標(biāo)能力較強(qiáng)，“‘高分一號’衛(wèi)星采用偏航90°的定標(biāo)模式，在降低地面輻射場要求的同時，還可以實現(xiàn)全視場、多相機(jī)同時定標(biāo)，其定標(biāo)效率有了大幅度提高?！饼嬛平忉尅！案叻侄枴笔悄壳拔覈臻g分辨率最高的光學(xué)遙感衛(wèi)星，光譜分辨率為4米，圖像的幅寬是45千米，設(shè)計壽命5至8年。“高分二號”具備450兆雙通道傳輸速度，傳輸全國960萬平方公里的圖像數(shù)據(jù)還不到20分鐘。此外，它的相機(jī)焦距是目前我國衛(wèi)星中最長的，外加其體積小、重量輕，獨具優(yōu)勢。

　　“‘高分二號’具有米級空間分辨率、高輻射精度以及高定位精度等諸多優(yōu)點，標(biāo)志著我國遙感衛(wèi)星已經(jīng)進(jìn)入了亞米級‘高分時代’?！饼嬛圃u價。

　　應(yīng)用：舉“重”若“輕”

　　“‘做好應(yīng)用大文章’始終是高分專項工程的出發(fā)點和落腳點?！眹液教炀窒嚓P(guān)人士表示，就在8月初，云南省魯?shù)榭h發(fā)生地震后，該局緊急調(diào)動高分一號衛(wèi)星等多顆國產(chǎn)遙感衛(wèi)星，為國家搜救中心及時了解災(zāi)情、疏通中斷道路等提供了重要信息參考。

　　“由于高分衛(wèi)星實際上是遙感衛(wèi)星中的一種‘特殊’衛(wèi)星，因此，同其他遙感衛(wèi)星一樣可以反映城市地形、地貌，農(nóng)作物分布，生態(tài)區(qū)情況，以及為洪水、地震等自然災(zāi)害救災(zāi)提供幫助?！庇螘煴硎?，高分衛(wèi)星還可以在不同時間觀測同一地形，因此能夠反映城市變遷、農(nóng)作物區(qū)域變遷和農(nóng)作物的長勢，以及森林區(qū)的變化、自然災(zāi)害的影響程度、搶救以及災(zāi)后重建等情況。此外，高分衛(wèi)星由于其非常高的分辨率，還可以為考古等更小范圍的技術(shù)提供支持。

　　“高分一號”衛(wèi)星是我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項系統(tǒng)的“首發(fā)星”，可為防災(zāi)減災(zāi)、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)以及公共安全等重大領(lǐng)域提供服務(wù)和決策支撐，有利于促進(jìn)我國太空空間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，助力衛(wèi)星應(yīng)用企業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)鏈，對推動戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有深遠(yuǎn)重大意義。

　　《兵器》雜志編輯部主任肖寧告訴記者，“高分一號”在去年的澳大利亞山火、今年的巴西亞馬遜流域水災(zāi)等監(jiān)測方面發(fā)揮的作用可以用舉重若輕來形容，為受災(zāi)國提供了大量寶貴、精確的影像資料，獲得國際社會的一致好評。

　　洞庭湖湖泊藍(lán)藻水華面積是多少？京津冀開展的高速公路周邊居民健康風(fēng)險評估進(jìn)展如何？杭州灣總懸浮物濃度是多少？如何制作貴州省西部地區(qū)地理國情監(jiān)測圖……其實，高分衛(wèi)星早已走進(jìn)了人們的日常生活。

　　龐之浩介紹，“高分一號”在國土資源管理、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、減災(zāi)救災(zāi)以及環(huán)境監(jiān)測預(yù)報等方面都大有可為。“高分一號”拍攝的圖片可以幫助解決國土資源無序開發(fā)、土地違法屢禁不止等監(jiān)管難題。高分衛(wèi)星監(jiān)測成為國土資源管理不可或缺的技術(shù)手段，亟需構(gòu)建“天上看、地上查、網(wǎng)上管”的系統(tǒng)監(jiān)管體系；在農(nóng)業(yè)監(jiān)測方面，一號衛(wèi)星的研制和應(yīng)用，對我國農(nóng)情遙感監(jiān)測水平和技術(shù)能力的提高、農(nóng)情遙感監(jiān)測范圍的拓展等領(lǐng)域正發(fā)揮巨大作用。

　　在減災(zāi)救災(zāi)領(lǐng)域，目前我國仍然是一個自然災(zāi)害頻發(fā)、減災(zāi)管理總體技術(shù)水平并不發(fā)達(dá)的國家，尤其是中西部地區(qū)的災(zāi)害管理水平及專業(yè)化能力嚴(yán)重不足，因此，國家減災(zāi)救災(zāi)任務(wù)對其具有十分迫切的需要。該衛(wèi)星能為減災(zāi)救災(zāi)提供快速、準(zhǔn)確的決策信息，也可提高中西部地區(qū)減災(zāi)救災(zāi)的業(yè)務(wù)化、專業(yè)化水平。“在環(huán)境監(jiān)測及預(yù)報方面，當(dāng)前我國環(huán)境形勢非常嚴(yán)峻，大力發(fā)展衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)手段勢在必行?！叻忠惶枴臄z的高分辨率圖像對展開區(qū)域環(huán)境空氣、重大環(huán)境污染事故與環(huán)境災(zāi)害、生物多樣性等遙感監(jiān)測業(yè)務(wù)應(yīng)用具有重要作用，將進(jìn)一步提升我國環(huán)境監(jiān)測能力。”龐之浩說。

　　“高分衛(wèi)星除了能夠更精細(xì)化地展現(xiàn)所觀測地域的平面情況，還可以兩個或多個高分衛(wèi)星組成一組，對同一區(qū)域、同一時間進(jìn)行探測，實質(zhì)上能夠給出地面物體的不同層面的圖像，即給出該物體的三維信息。”游暉坦言，換言之，未來的衛(wèi)星群可以確定城市里汽車的形狀，汽車的車牌號，甚至對開車司機(jī)的人臉都了如指掌。它對于定位、識別，甚至是旅游方面的風(fēng)景、街道觀賞等領(lǐng)域均會起到較大作用。

　　目標(biāo)：揚“長”避“短”

　　“高分二號”衛(wèi)星的空間分辨率優(yōu)于1米，這究竟意味著什么？試想，“千里眼”從60萬米太空望向蔚藍(lán)的地球觀察，能清晰看見1米大小物體的輪廓，很容易分辨出正在路面行走的人以及馬路上行駛的小汽車、自行車等等。

　　雖然縱向比較起來，“高分二號”在國內(nèi)遙遙領(lǐng)先，亞米級的衛(wèi)星影像作為應(yīng)用最廣泛的影響產(chǎn)品之一，為商業(yè)化運作提供可能。不過，橫向?qū)Ρ葰W美等國民用遙感衛(wèi)星，“高分二號”在技術(shù)和性能上還有一定的差距。要追趕上甚至超過世界先進(jìn)水平，以高分專項為代表的我國民用遙感衛(wèi)星還有較長的路要走。

　　我國是世界上為數(shù)不多的，并且有能力完全獨立自主研發(fā)高分衛(wèi)星的國家之一，但是在地面分辨率、數(shù)據(jù)處理能力以及衛(wèi)星數(shù)量等方面，與美國等發(fā)達(dá)國家相比，還有著一定的差距。肖寧向記者舉例，美國第一顆1米級分辨率商業(yè)遙感衛(wèi)星IKONOS-2在1999年就已經(jīng)發(fā)射成功，而我國直到2014年才發(fā)射了同等分辨率的“高分二號”?！澳壳?，美國已經(jīng)開始銷售0.41米分辨率的衛(wèi)星圖像，而0.3米分辨率衛(wèi)星也在規(guī)劃之中。不過，我們堅信，隨著高分工程按計劃實施，我國會逐步縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，趕上他們也是很有希望的。”肖寧表示。

　　在游暉看來，我國目前剛剛進(jìn)入亞米遙感技術(shù)的領(lǐng)域，仍需要學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)和運行的經(jīng)驗。游暉表示，除了進(jìn)一步提高遙感探測的分辨率外，還需要向全世界提供一定的公共服務(wù)，以此建立自己的常態(tài)數(shù)據(jù)用戶和商業(yè)用戶，依靠用戶來改進(jìn)衛(wèi)星圖像的處理和解析，對衛(wèi)星圖像產(chǎn)品按需求進(jìn)行細(xì)化?！按送?，目前我國的高分衛(wèi)星還沒有形成‘集群’效應(yīng)，還不是一個‘星座’。日后應(yīng)建立高分衛(wèi)星‘星座’，以便開展組網(wǎng)應(yīng)用，提高其時間分辨率和快速反應(yīng)能力?！饼嬛蒲a(bǔ)充說。

　　在衛(wèi)星影像處理技術(shù)層面同樣需要走出一條創(chuàng)新發(fā)展之路。目前來看，影像處理技術(shù)正朝著多元化和企業(yè)級方向發(fā)展，除了我們耳熟能詳?shù)淖烂嬗跋裉幚砑夹g(shù)以外，影像管理技術(shù)以及影像處理技術(shù)同樣有很大的發(fā)展空間?！叭缃?，國際衛(wèi)星遙感空間分辨率已向亞米級突破，其極限為厘米級，便于提高目標(biāo)探測精度；與此同時，不僅要提高空間分辨率，覆蓋寬度也要不斷擴(kuò)展，提高目標(biāo)探測的效率，這些層面均需要我們深思?！饼嬛铺寡浴?/p>

　　實現(xiàn)三維成像是高分遙感衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展方向之一?！岸ㄎ痪雀摺C(jī)動性好也是未來的發(fā)展目標(biāo)，這既可以解決幅寬短板，又便于從不同的角度分析同一幅圖片?！饼嬛聘嬖V記者，其最終目的是希望圖像下傳之后可以直接使用。此外，國外還在發(fā)展衛(wèi)星圖像直接下傳至地面移動終端等最新應(yīng)用，這些領(lǐng)域同樣值得我國技術(shù)人員進(jìn)行不斷摸索和進(jìn)步。龐之浩建議。