上圖 高分五號衛(wèi)星示意圖。
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左圖 高分五號、高分六號衛(wèi)星投入使用儀式現(xiàn)場。
姜天驕攝
日前，我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)的高分五號和高分六號兩顆衛(wèi)星正式投入使用。
這標(biāo)志著該系統(tǒng)中最具有應(yīng)用特色的高光譜能力形成，將為服務(wù)我國經(jīng)濟社會發(fā)展作出重要貢獻
高分辨率對地觀測系統(tǒng)重大專項（簡稱“高分專項”）是《國家中長期科學(xué)與技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》確定的16個重大科技專項之一，2010年批準啟動實施以來，已成功發(fā)射高分一號至高分六號等6顆衛(wèi)星，旨在打造我國高空間分辨率、高時間分辨率、高光譜分辨率的天基對地觀測能力。
工業(yè)和信息化部副部長、國防科工局局長、國家航天局局長張克儉指出，目前高分五號、高分六號衛(wèi)星各項性能指標(biāo)和數(shù)據(jù)產(chǎn)品精度均已達到設(shè)計和使用要求。這兩顆衛(wèi)星的投入使用，將大幅提升我國對地觀測水平，在國家污染防治攻堅戰(zhàn)、生態(tài)建設(shè)與綠色發(fā)展、鄉(xiāng)村振興與脫貧攻堅、推動共建“一帶一路”等方面提供有力的空間信息支撐，對服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展、建設(shè)美麗中國、保障民生安全等具有重要意義。
“透視眼”讓污染氣體無處遁形
作為全球首顆大氣和陸地綜合高光譜觀測衛(wèi)星，高分五號衛(wèi)星神通廣大，“上可看大氣、中可觀地表、下可探地礦”
每種物質(zhì)都具有自身獨特的光譜特征，如同人的“指紋”。而高光譜觀測衛(wèi)星可以精準識別物質(zhì)的“指紋”。作為全球首顆大氣和陸地綜合高光譜觀測衛(wèi)星，高分五號衛(wèi)星“上可看大氣、中可觀地表、下可探地礦”，兼有高空間分辨率、高光譜分辨率、高時間分辨率、高定標(biāo)精度的優(yōu)勢。目前，它已在大氣、水、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、全球氣候變化研究等方面提供定量化高精度遙感數(shù)據(jù)，成為推動我國環(huán)境污染防治的有力手段，大大提升了我國在全球環(huán)境治理體系中的話語權(quán)和影響力。
據(jù)高分五號衛(wèi)星抓總研制單位航天科技集團八院介紹，在大氣污染方面，高分五號衛(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、變化和運輸過程，讓污染氣體無處遁形。在溫室氣體方面，高分五號衛(wèi)星能夠敏銳感知二氧化碳、甲烷等溫室氣體的行蹤，追溯其起源并預(yù)測其“旅行”軌跡，有效支撐全球變暖等熱點問題研究，為節(jié)能減排、環(huán)境外交決策等提供建議。在水污染方面，高分五號衛(wèi)星能準確鑒別飲用水水源地、重點湖庫的水質(zhì)情況，及時跟蹤內(nèi)陸水體藍藻、綠藻、黃藻等藻類污染物的生長變化，為水體保護和污染防治提供解決方案。
與此同時，高分五號衛(wèi)星還具有一雙“透視眼”，可以通過地表的成像分析，識別地下礦物，在礦產(chǎn)資源調(diào)查、地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與監(jiān)測方面也能發(fā)揮出重要作用。
面對近年來復(fù)雜嚴峻的天氣氣候形勢以及艱巨的防汛抗洪救災(zāi)任務(wù)，高分衛(wèi)星在氣象業(yè)務(wù)服務(wù)中也得到了有效應(yīng)用，提升了氣象應(yīng)急服務(wù)能力，在氣象防災(zāi)減災(zāi)的決策中以及公眾服務(wù)中都起到了不可替代的重要作用。
從2018年10月份開始，國家衛(wèi)星氣象中心開始獲取高分五號全球觀測數(shù)據(jù)，并對痕量氣體、溫室氣體、氣溶膠、冰川、積雪覆蓋、局地高溫等開展了在軌測試。在軌測試期間，高分五號成功監(jiān)測了北京及周邊地區(qū)對流層二氧化氮濃度、全球臭氧總量分布、南極臭氧洞、全球二氧化碳平均柱濃度、中國中東部地區(qū)氣溶膠的分布、平流層一氧化氮等氣體的垂直濃度、北京城市局地高溫，以及青藏高原的冰川群和積雪分布。
除了能夠監(jiān)測氣候和環(huán)境天氣事件，高分五號還可以用于科學(xué)研究，為科學(xué)家提供大量被國際認可的氣候和環(huán)境相關(guān)科研數(shù)據(jù)，讓我國在國際上擁有更多的話語權(quán)和主動權(quán)。
“普查員”為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保駕護航
高分六號衛(wèi)星是我國首顆精準農(nóng)業(yè)觀測高分衛(wèi)星，其高分辨率已達到國際領(lǐng)先水平
高分六號衛(wèi)星如同一個機智敏感的普查員，是高分專項天基系統(tǒng)中兼顧普查與詳查能力、具有高度機動靈活性的高分辨率光學(xué)衛(wèi)星，也是我國首顆精準農(nóng)業(yè)觀測的高分衛(wèi)星，其高分辨率已達到國際領(lǐng)先水平。它與高分一號衛(wèi)星組網(wǎng)實現(xiàn)了對我國陸地區(qū)域2天的重訪觀測，極大提高了遙感數(shù)據(jù)的獲取規(guī)模和時效，有效彌補了國內(nèi)外已有中高空間分辨率多光譜衛(wèi)星資源的不足，提升了國產(chǎn)遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)的自給率和應(yīng)用范圍。
據(jù)高分六號衛(wèi)星抓總研制單位航天科技集團五院介紹，該衛(wèi)星在軌測試期間，已為安徽、河南受災(zāi)農(nóng)作物損失評估、全國秋播作物面積監(jiān)測、大氣環(huán)境監(jiān)測等提供了數(shù)據(jù)保障；并為2018年6月份大興安嶺森林火災(zāi)、10月至11月份金沙江白格滑坡堰塞湖以及雅魯藏布江米林滑坡堰塞湖、9月份印度尼西亞海嘯等國內(nèi)外重特大災(zāi)害及時提供了應(yīng)急觀測服務(wù)。
在農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，高分六號衛(wèi)星選擇了一些典型試驗區(qū)，開展了農(nóng)作物估產(chǎn)、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查與監(jiān)測、農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測和農(nóng)業(yè)項目管理4類21種專題產(chǎn)品的應(yīng)用測試。在這一過程中，利用高分六號衛(wèi)星寬幅相機新增波段，科研人員改進了作物識別、農(nóng)田洪澇災(zāi)害監(jiān)測、土地沙化調(diào)查、積雪覆蓋監(jiān)測等技術(shù)方法和模型。如今，這些技術(shù)和數(shù)據(jù)已成功應(yīng)用在2018年的玉米、大豆面積監(jiān)測，部分地區(qū)果園和設(shè)施農(nóng)業(yè)分布調(diào)查，2019年冬小麥和大蒜等作物面積監(jiān)測以及農(nóng)村人居環(huán)境監(jiān)測等工作中。
“一張網(wǎng)”實現(xiàn)天基綜合監(jiān)測
根據(jù)我國空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，2022年前，我國還將發(fā)射3顆高分專項衛(wèi)星
目前，高分專項衛(wèi)星數(shù)據(jù)已應(yīng)用于20個行業(yè)、30個省域，在國土、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、測繪等應(yīng)用領(lǐng)域中取得了重要成果。此外，高分專項還設(shè)立了30個省級高分數(shù)據(jù)與應(yīng)用中心，取得了一大批應(yīng)用成果，為促進區(qū)域經(jīng)濟發(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。
據(jù)悉，高分七號衛(wèi)星也已列入今年發(fā)射計劃。這是我國首顆民用亞米級高分辨率光學(xué)傳輸型立體測繪衛(wèi)星，將實現(xiàn)1∶10000比例尺測繪能力，全面完成民用高分系統(tǒng)建設(shè)。
根據(jù)我國空間基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃，2022年前，我國還將發(fā)射3顆高分專項衛(wèi)星，共同組成天基環(huán)境綜合監(jiān)測“一張網(wǎng)”。該系統(tǒng)通過多星組網(wǎng)，多載荷協(xié)同工作，將實現(xiàn)監(jiān)測效率和監(jiān)測能力的成倍提升；同時，通過增加主動探測手段，實現(xiàn)主被動融合觀測，將進一步提升監(jiān)測自由度和數(shù)據(jù)精度，為用戶提供更具時效性、更高精度、更全維度的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)資源，在環(huán)境治理、國土資源勘測、氣候變化研究、防災(zāi)減災(zāi)、農(nóng)業(yè)和林業(yè)監(jiān)測等方面，也將發(fā)揮更加重要的作用。