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太空里的“火眼金睛” 高光譜綜合觀測衛(wèi)星展現(xiàn)重要應(yīng)用成果

昨天(28日),國家航天局發(fā)布高光譜綜合觀測衛(wèi)星首批影像成果,共包含14幅圖像,展現(xiàn)了該衛(wèi)星在溫室氣體探測、地物精細分類、礦產(chǎn)資源調(diào)查等方面的重要應(yīng)用成果。

高光譜綜合觀測衛(wèi)星是我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項的重要組成部分,主要用于生態(tài)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測、自然資源調(diào)查、大氣成分探測等領(lǐng)域。此次發(fā)布的高光譜綜合觀測衛(wèi)星首批影像成果包括全球臭氧柱濃度監(jiān)測圖、海冰監(jiān)測圖、高光譜數(shù)據(jù)立方體圖等高光譜數(shù)據(jù)。

國家高分辨率對地觀測系統(tǒng)工程副總設(shè)計師 孟令杰:高光譜(綜合)觀測衛(wèi)星是我們高分專項天基系統(tǒng)的一個非常有特點的衛(wèi)星,能夠進行地物精細的分類,它拍出來的圖現(xiàn)在主要是用在生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域,就是污染監(jiān)管,還有一些地質(zhì)的調(diào)查,還有一些氣象方面的應(yīng)用。

高光譜綜合觀測衛(wèi)星2022年12月9日成功發(fā)射,衛(wèi)星發(fā)射后轉(zhuǎn)入為期6個月的在軌測試階段,目前在軌狀態(tài)穩(wěn)定。

高光譜成像

太空里的“火眼金睛”

高光譜綜合觀測衛(wèi)星是一顆對地觀測的衛(wèi)星,可以在高空給地球拍照片,那這顆衛(wèi)星和我們以前了解的對地觀測衛(wèi)星有什么區(qū)別?又有什么獨特的本領(lǐng)呢?

地球上不同物質(zhì)都有自己獨特的光譜特征,就像人的“指紋”一樣,是用來識別和分析不同物體的一種重要“身份證”。高光譜成像就是一種可以捕獲和分析一片空間區(qū)域內(nèi)光譜的成像技術(shù),它可以獲取更加豐富的細節(jié),識別視覺上無法區(qū)分的物質(zhì)。

國家高分辨率對地觀測系統(tǒng)工程副總設(shè)計師 孟令杰:假設(shè)咱們看一個房屋的屋頂,屋頂上有瓦片、有玻璃,甚至還有一些雜草、可能有些土,如果用普通的那種(光學(xué)遙感衛(wèi)星)只能看到一個屋頂,但是高光譜它就能夠詳細地分辨出里邊的物質(zhì),它的光譜特性,不同的顏色其實上就代表了一種物質(zhì)(組成部分)的疊加(結(jié)果)。

普通的光學(xué)衛(wèi)星只能看到物體的形狀、大小,但是很難分辨出物質(zhì)的種類或成分。而高光譜綜合觀測衛(wèi)星則通過光譜成像,能夠直接探測出物質(zhì)的具體成分,可以說是太空里的“火眼金睛”。

國家高分辨率對地觀測系統(tǒng)工程副總設(shè)計師 孟令杰:就像大氣環(huán)境的這種,就看里邊二氧化氮、二氧化硫,(水體的話)可以看到從湖泊的深處近處遠處能夠看出不同的層次來,非常清晰。

在太空中感知地球“熱”的世界

除了可以探知物質(zhì)的成分,高光譜綜合觀測衛(wèi)星還有一項本領(lǐng),它依靠一臺運行在太空的紅外相機來探測溫度,感知“熱”的世界。

高光譜綜合觀測衛(wèi)星攜帶了一臺寬幅熱紅外成像儀,可以晝夜不停地巡視地表的精確溫度。

航天科技集團五院508所高光譜綜合觀測衛(wèi)星寬幅熱紅外成像儀項目負責(zé)人徐彭梅:大自然里所有的物體,它自己都會輻射紅外能量,我們的紅外相機就是通過接收(物體)輻射的紅外線,把能量接收以后成像在我們的紅外探測器上,然后就得出來這個目標(biāo)的一個溫度的分布。

中國電科第十一研究所紅外探測器項目負責(zé)人 李冬冰:不管你是水還是什么,它只看你能量,你發(fā)出多少能量它都能感覺到。

通過對溫度的感知,生態(tài)環(huán)境部等相關(guān)部門可以判斷局部地區(qū)是否存在污染、是否有高能企業(yè)違規(guī)開工等,這些統(tǒng)統(tǒng)都逃不過這顆衛(wèi)星的“法眼”。

中國電科第十一研究所研究員 孫浩:這是我們研制的衛(wèi)星載荷用的紅外探測器原理樣機。圖像上顯得更白的一個地方,就是我們熱度更高的這個區(qū)域。然后像如果我們手部的話,放在我們的衣服上,就可以感覺出來我們衣服上就會出現(xiàn)一個變化,就是溫度更高的區(qū)域。我們根據(jù)這些信息就可以獲取我們所需要的各種溫度的信息,作為我們判斷一些事情的依據(jù)。

正是由于這樣的特性,高光譜綜合觀測衛(wèi)星在太空拍攝地球的紅外圖像,可以反演高精度的地表溫度信息,為我國生態(tài)環(huán)境保護、水環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)等領(lǐng)域應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。


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