中巴地球资源卫星数据开发和应用

来源:中国资源卫星应用中心 作者:李杏朝 研究员 

一、遥感简介

遥感是20世纪60年代发展起来的新兴综合科学技术,它与空间、电子、计算机、地学等科学技术密切相关,是现代科学技术的一个重要组成部分。遥感一词来源于英语“Remote Sensing”,其直译为“遥远的感知”, 首先是由美国海军科学研究部的布鲁依特(E·L·Pruitt)提出来的,此后“遥感”这一术语得到科学技术界的普遍认同和接受,而被广泛运用。

遥感从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。即不直接接触物体本身,从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息),经过信息的传输及其处理分析,来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术。

通常遥感是指空对地的遥感,即从远离地面的不同工作平台上(如高塔、气球、飞机、火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机等)通过传感器,对地球表面的电磁波(辐射)信息进行探测,并经信息的传输、处理和判读分析,对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。因此,可把遥感分为以下几类:

1)按照遥感的工作平台分为地面遥感、航空遥感、航天遥感;

2)按照探测电磁波的工作波段分为可见光遥感、红外遥感、微波遥感等;

3)按照遥感应用的目的分为环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等;

4)按照资料的记录方式分为成像方式、非成像方式;

5)按照传感器工作方式分为主动遥感、被动遥感。

当前遥感形成了一个从地面到空中,乃至空间,从信息数据收集、处理到判读分析和应用,对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系,成为探测地球资源与监测生态环境信息的重要手段。

遥感技术已经广泛应用于诸多领域,取得了越来越明显的社会和经济效益。遥感有如下主要特点:

探测范围大,具有综合、宏观的特点。遥感从飞机上或人造地球卫星上,居高临下获取的航空像片或卫星图像,比在地面上观察视域范围大得多。又不受地形地物阻隔的影响,景观一览无余,为人们研究地面各种自然、社会现象及其分布规律提供了便利的条件。例如,航空像片可提供不同比例尺的地面连续景观像片,并可提供像对的立体观测。图像清晰逼真,信息丰富。一张比例尺 1∶35000的575px×575px的航空像片,可展示出地面64.8平方千米范围的地面景观实况。并且可将连续的像片镶嵌成更大区域的像片图,以便总观全区进行分析和研究。卫星图像的感测范围更大,一幅中巴地球资源卫星CCD图像可反映出12769平方千米(即113km×113km)的景观实况。我国全境仅需1298张这种图像,就可拼接成全国卫星镶嵌影像图。因此,遥感技术为宏观研究各种现象及其相互关系,诸如区域地质构造和全球环境等问题,提供了有利条件。

信息量大,具有手段多,技术先进的特点。遥感是现代科技的产物,它不仅能获得地物可见光波段的信息,而且可以获得紫外、红外,微波等波段的信息。不但能用摄影方式获得信息,而且还可以用扫描方式获得信息。遥感所获得的信息量远远超过了用常规传统方法所获得的信息量。这无疑扩大了人们的观测范围和感知领域,加深了对事物和现象的认识。例如,微波具有穿透云层、冰层和植被的能力;红外线则能探测地表温度的变化等。遥感使人们对地球的监测和对地物的观测达到多方位和全天候。

获取信息快,更新周期短,具有动态监测特点。遥感通常为瞬时成像,可获得同一瞬间大面积区域的景观实况,现实性好;而且可通过不同时相取得的资料及像片进行对比、分析和研究地物动态变化的情况,为环境监测以及研究分析地物发展演化规律提供了基础。例如,资源一号卫星01/02星每26天即可对全球陆地表面成像一遍,气象卫星甚至可每天覆盖地球一遍。因此,可及时对全球范围的病虫害、洪水、污染、火山和地震等自然灾害进行监测,为灾情的预报和抗灾救灾工作提供可靠的科学依据和资料。

此外,遥感还具有用途广,效益高的特点。遥感已广泛应用于农业、林业、水利、地质矿产、气象、测绘、海洋研究、城市规划、军事侦察及环境监测等领域,深入到很多学科中,应用领域在不断扩展。而遥感成果获取的快捷以及所显示出的效益,则是传统方法不可比拟的。遥感正以其强大的生命力展现出广阔的发展前景。

二、中国资源卫星应用中心和中巴地球资源卫星

(一)中巴地球资源卫星02星数据免费分发

中国资源卫星应用中心(以下简称中心)于1991年10月正式成立。中心是由国家发改委、国防科工委负责业务领导,航天科技集团公司负责行政管理的科研事业单位。

中心的宗旨是:以协助发展我国航天技术、创造社会经济效益为目的,为国务院、中央军委各有关部门以及各省、自治区、直辖市及计划单列市等用户服务,按用户要求编制统一的应用计划,按时、按质地提供用户所需的成果;实行统一领导、合理分工、充分利用国内现有的设备和技术力量,组织协调好数据接收、处理、分发服务、应用示范、应用模拟等系统的建设。

中国资源卫星应用中心的职责是:贯彻执行国家关于卫星应用的方针、政策,提出资源卫星应用的发展战略、中长期规划、年度计划、经费预算和决算等;负责资源卫星应用系统的方案设计、工程抓总、技术协调和运行管理;根据用户需求和研究成果,提出资源系列卫星的使用要求和发展方向的建议;组织研究和发展资源卫星数据资料的应用领域、技术和方法,向国家和用户分别提供宏观决策和实际需要的资源、环境、灾害等数据资料;负责并组织资源卫星应用技术及数据资料的国际交流与合作;拟定中国资源卫星应用系统的技术和质量标准;组织研究国外对地观测卫星应用的科技动态;承办上级领导交办的其它有关事项等。

按照《国家发展改革委、国防科工委关于抓紧开展集中建设我国陆地观测卫星地面系统有关工作的通知》要求(发改高技[2005]2501号),中心承担建设国家统一的陆地观测卫星地面系统的任务,负责我国陆地观测卫星全国数据的标准化处理、产品存档、分发和服务。

(二)中巴地球资源卫星

中巴地球资源卫星(CBERS:China-Brazil Earth Resources Satellite)是我国自主研发的传输型对地观测资源遥感卫星,它的成功发射结束了我国长期依赖发达国家卫星数据的局面,中巴地球资源卫星项目也是“南南合作的典范”。目前,中巴地球资源卫星共发射了两颗CBERS-01、02,它们分别于1999年10月14日、2003年10月21日在山西太原卫星发射中心成功发射。资源一号卫星有三个地面接收站,分别位于北京密云、广东广州和新疆乌鲁木齐。西安卫星测控中心负责卫星的测控。图1显示了这三个接收站的覆盖范围。在接收覆盖范围以外的地区,可使用星上高密度磁记录器进行记录,待卫星进入接收站接收范围内时,再进行数据回放与接收。

 

1  资源一号卫星三个地面接收站的覆盖范围

中巴地球资源卫星01星(CBERS-01)成功发射后,在轨运行3年10个月;02星(CBERS-02)目前仍在轨运行。其技术指标见表1。

1 CBERS-01/02卫星平台主要技术指标

 

CBERS-01星成功发射以来,中国资源卫星应用中心共接收处理和存档CCD、IRMSS和WFI数据百万余景,已向全国广大用户分发23万余景数据产品,相当于覆盖我国全部国土170余遍,在农业、林业、水利、国土资源、城市规划、环境保护、灾害监测等众多领域广泛应用,创造了巨大的社会经济效益。特别是2006年4月1日开始实行CBERS-02星数据免费分发,有效地拓展了CBERS卫星数据产品的应用范围,很多县级单位已经开始使用资源卫星数据。

CBERS卫星数据主要应用于资源、环境和自然灾害监测领域中。

资源方面:利用CBERS系列卫星数据,可进行农、林、水、土地、矿产、海洋等资源调查;可进行农作物估产;可修编地形图等。为农作物估产、城市规划、土地合理利用、资源合理开发与保护等提供科学依据。

环境方面:CBERS系列卫星数据可对环境污染、河流变迁、湖泊演化、冰川进退、草场退化、土壤侵蚀、土地沙漠化与盐碱化等环境变化进行监测、治理与保护。

灾害监测方面:CBERS系列卫星数据可对洪涝灾害、森林火灾、地质灾害等进行监测、预警及灾后评估,为国家政府部门在指挥减灾、抗灾和救灾等方面提供重要的决策依据。

三、应用推广、示范和定量化研究

为了更好地推动资源卫星遥感数据的广泛应用,在国家综合部门的支持下,中国资源卫星应用中心分别与贵州省、吉林省、重庆市、扬州市等地方单位联合开展了多项资源卫星数据应用示范推广项目,取得了许多可喜成果;为普及资源卫星数据在科研、教育方面的应用,中国资源卫星应用中心已与北京大学、武汉大学、北京师范大学、上海复旦大学公共卫生学院、山东科技大学等高等院校签订了大学会员制协议,使资源卫星图像数据走入课堂。广大用户积极应用资源卫星数据产品,广泛开展应用研究,取得了一大批应用成果,经济和社会效益十分显著。

(一)中巴地球资源卫星02星数据免费分发

2006年3月,国防科工委召开了中巴地球资源卫星02星数据免费分发政策发布会,宣布自2006年4月1日起,02星数据实行免费网上分发(图2)。

 

2  CBERS-02星数据免费分发政策发布会

数据免费政策对资源卫星数据的推广发挥了重要的促进作用。免费政策的发布,大大提高了数据分发量,有效地拓展了资源卫星数据产品应用范围,很多县级单位都使用上了资源卫星数据,迅速占领了国内遥感卫星数据市场,创造了巨大的社会效益和经济效益。同时,为提高数据分发的时效性和便捷性,建立了网上数据分发和共享技术系统,使分发时间由原来的一周缩短至1-2天。

(二)贵阳市森林资源调查应用研究

中国资源卫星应用中心与贵州省林业调查规划院和贵州师范大学合作,以CBERS数据为主要信息源,采用“3S”技术,首次完成了有“森林之城”誉称的贵阳市1:10万森林资源调查。该项目开发和使用的非线性波段比图像提取法和多元信息综合分析等多种专题信息综合提取方法,有效遏制“同类异谱”和“同谱异类”现象干扰,完成了森林资源调查任务。林分地类型(针叶林和阔叶林)图斑判对率达94.2%,有林地(针叶林、阔叶林和经济林)判对率达83.2%(图3)。

 

3  贵阳市森林资源遥感调查成果图

在该项目研究过程中,中心课题组技术人员还利用中巴地球资源卫星图像对贵阳市采石场进行了动态监测。监测结果发现:2001年贵阳市采石场的数量与1991年扩大了5.6倍,采石场的面积扩大了4倍。其中小于1公顷的个体采石场扩大速度最快,且有泛滥之势。此研究成果为贵阳市政府对采石场的治理工作提供了较为翔实的科学数据。

(三)在长江三峡库区(重庆河段)地质灾害调查中的应用研究

为满足重庆市人民政府建立三峡库区地质灾害预警系统的需要,中国资源卫星应用中心与重庆地理信息中心合作,利用CBERS-01星 21景CCD数据,镶嵌成了长江三峡库区(重庆河段)1:50万CBERS影像图(图4)、三维立体影像图和重庆市40个区、县的1:10万CBERS影像图和三维立体图,并建立相关CBERS影像库。

 

4  重庆市(2000~2002年度)CBERS影像图

(四)在长江三峡水库水环境动态监测研究

中国资源卫星应用中心与长江流域水资源保护局、中国遥感应用协会环境遥感分会合作,开展CBERS数据在长江三峡水库水环境动态监测中的应用。通过对CBERS CCD图像数据与长江部分河段水剖面取样准同步监测资料的对比分析发现,CBERS CCD数据灰度值与长江水中的悬浮物含量(泥沙和污染物)呈线性相关,尤其是利用CCD波段3图像数据来监测江水中的泥沙和水体悬浮物含量的分布及运移效果最佳(图5)。

 

5  大坝前水体悬浮物定量分布图像

(五)在江苏省农作物长势监测中的应用

 

6  基于CBERS-02 WFI图像计算的扬州市小麦绿度指数图

中国资源卫星应用中心与江苏省遥感中心合作开展农作物长势监测研究。分别应用2004年2~4月WFI图像数据,编制扬州市小麦绿度指数图(图6),对小麦、油菜播种面积和长势进行监测。监测结果说明,应用WFI图像编制而成的植被指数图快速、宏观、真实地反映了扬州市小麦从出苗、拔节、孕穗、抽穗不同生长期和油菜从出苗、幼苗、初花、盛花等不同生长期的长势和种植面积,为扬州市农作物管理提供了科学的基础资料。

(六)中巴地球资源卫星三维演示系统和影像镶嵌

中国资源卫星应用中心以中巴地球资源卫星CCD影像为主要数据源,结合全国数字高程模型(DEM)数据于2007年初步完成了资源卫星电子沙盘系统(图7)。项目研制中开发的应用管理程序,可在PC机环境下自由浏览图像电子沙盘,并能叠加矢量专题图,查询专题图中图元属性。该电子沙盘生动真实地展示了河流、高山、城镇、水库、堤防、涵闸等景观特征,在远程输电线路选线、铁路选线、公路规划与管理及国家安全方面具有广阔的应用前景。另外,在CBERS-02星成功发射后不久,中心又利用CBERS-02星WFI图像数据编制了全国冬季影像图。

 

7  CBERS-01/02星三维演示系统

 

8  CBERS-02星CCD数据全国影像镶嵌图

应中国土地勘测规划院的要求,中心完成了CBERS-02星CCD数据全国影像镶嵌图的制作工作(图8);同时,为了进一步展示国产资源卫星数据,中心加大了深加工产品的开发,完成了朝鲜半岛CBERS-02星CCD数据镶嵌图制作及02星C C D数据青藏铁路二期线路沿线影像图的镶嵌工作(图9),并制作了青藏铁路二期三维影像,反映了青藏铁路沿线的重要地形地貌,为国家重大工程的建设提供了重要资料;制作了钓鱼岛资源一号卫星数据与高分辨率数据的融合图像。

 

9  青藏铁路二期线路沿线影像图

(七)中巴地球资源卫星遥感信息定量化研究工作

随着遥感技术的不断发展,全球资源和环境变化的实时监测与管理对遥感数据定量化的需求日益迫切。

中心在传感器在轨绝对辐射定标流程、方法及数据处理等方面,积累了丰富经验。在敦煌场开展了CBERS卫星绝对辐射定标试验及CBERS与SPOT卫星的交叉定标试验;在青海湖开展了CBERS热红外波段的绝对辐射定标试验。绝对辐射校正系数已及时向用户发布,并在中心网站上公布。

四、典型应用

(一)北京市区绿地覆盖率增长监测

2001年北京申奥成功后,按照中央举办一届有特色、高水平奥运会的要求,“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”不仅是人们耳熟能详的口号,同时也是奥运会筹备工作和全市建设管理工作的目标和导向。北京的“绿色奥运”具有特定的含义和时代背景,它针对的是北京这座历史文化名城在向现代国际大都市发展时所遇到和将要遇到的问题。“绿色奥运”首先是要有“绿色北京”,城市绿化是筹备工作的重点之一。

中心选用了2000年~2005年连续6年的北京地区夏季CBERS卫星CCD图像数据分析了北京城区绿地覆盖面积的变化情况,研究区域覆盖面积约为856 km2的北京城区(大致相当于五环路的范围,但略有北移)。在研究过程中,利用神经网络分类器分别将2000年~2005年的6景CBERS图像划分为四种地类:绿地(包括生长作物的农田)、水体、建筑(房屋、道路)、裸地。分类结果显示:2000年~2005年北京城区的绿地面积分别为22.82%、25.50%、26.75%、29.98%、32.59%和34.06%。2000年~2003年间,绿地面积的增加主要集中在四环路和五环路附近;2003年~2004年绿地面积的增加主要是城区道路两侧的绿化;2004年~2005年则主要是城区的片状绿化。这一结果表明:“绿色北京”建设成绩显著,城区绿地面积逐年增加。这一结果可为“绿色奥运”的建设提供决策支持。

(二)北京密云水库水面面积变化监测

密云水库是北京市居民生活、工农业生产主要的水源供应地,密云水库的蓄水量直接关系着北京市的用水安全。近年来,由于北方时常发生旱灾,致使密云水库上游河道来水量不断减少。同时,由于北京市人口不断增加、经济持续发展以及水资源浪费比较严重、水资源利用率低下等原因,也造成密云水库蓄水量不断减少。

遥感是水体监测的快速有效的手段。中心利用已接收归档的多年CBERS卫星图像数据,对密云水库蓄水面积进行了动态变化监测,取得了显著效果。通过对2000年~2004年密云水库21个时相的CBERS图像数据进行变化分析,结果发现:从2000年~2004年,密云水库蓄水面积逐年减小,到2004年底蓄水面积减少了近一半。

(三)黄河凌汛灾情监测

2004年1月28日黄河(永济市河段)主河槽冰塞封冻,上游来水不断聚集使该河段水位急剧升高,并沿河堤坝窜槽过水,致使韩家庄工程上坝路及韩阳河务段全部被水包围,通往工程的道路中断,道路水深30 cm。为了及时获取黄河的凌汛险情,中心积极安排获取02星图像数据。2004年2月4日利用CCD侧摆功能获取了该地区的CBERS CCD图像。通过对该时相图像进行分析,结果表明:黄河永济市河段有长度约14 km的河道明显展宽,最大宽度约5.5 km。中心及时将黄河凌汛灾情和图像资料提交黄河水利委员会信息中心使用,为抢险救灾提供了决策依据。

(四)西藏自治区札达县帕里河上游山体滑坡壅水遥感动态监测

由于西藏阿里地区札达县帕里河上游连降暴雨, 2004年6月22日此处出现山体滑坡,致使河道堵塞。2004年7月5日,该滑坡体被冲开,河水开始下泄。由于此时壅水不多,对下游未造成明显影响。7月8日,该处再次发生滑坡,河道再次堵塞形成堰塞湖。一旦溃决洪水不仅危及帕里河下游的广大藏族人民,而危及距中印边境仅几十公里印度居民的生命财产安全。

 

10  2004年6~9月间西藏帕里河上游山体滑坡遥感动态监测

通过对2004年6月15日CBERS图像处理,提取了滑坡未发生时帕里河上游的积水面积。6月22日发生滑坡后,从7月11日资源卫星遥感监测获悉,河道被滑坡体堵塞,壅水严重。至9月4日,壅水面积急剧增长。湖面面积的遥感动态监测变化见图10。将所监测的灾情及时上报国家有关部门,为抢险救灾提供决策依据。

(五)印度洋海啸灾害监测

2004年12月26日当地时间7:58:53,印度尼西亚苏门答腊北部西海岸发生了强烈地震,震中位于海底,位置是3.32o N 95.85o E。这是20世纪以来世界上发生的第四大地震。在几小时内,由地震引发了雷霆万钧的海啸,并横扫印度洋,殃及东南亚、南亚甚至非洲多个国家,滔天巨浪席卷了斯里兰卡、印度、印尼、泰国、马来西亚、马尔代夫和孟加拉国沿海地区,许多当地居民和在海滨度假弄潮的旅客措手不及,纷纷溺毙,二十多万人在此次灾难中丧命。

中国资源卫星应用中心自印度洋海啸灾害发生后,密切关注灾害的发展,积极利用中巴地球资源卫星的侧摆功能,安排数十天的卫星侧摆,尽可能地接收受灾地区的图像数据,并及时进行了处理和分析,提供给国家相关部门使用。同时,根据国防科工委和亚太秘书处的要求,把相关受灾地区的图像数据尽快提供给相关国家使用。

从海啸发生前后的图像比较分析可以看出,沿着安达曼海的泰国边界的海岸带大部分茂盛的植被、海滩和休假胜地被冲毁,灾害损失严重(图11)。

 

11泰国Khao Lak地区2005年1月12日发生海啸后的CBERS图像

(六)在森林火灾分析中的应用

2006年3月29日,云南省昆明市境内的安宁市温泉镇古朗箐发生森林火灾;2006年5月25日,内蒙古牙克石免渡河林区因雷击引发特大森林火灾。中国资源卫星应用中心及时跟踪火灾发展情况,利用CBERS-02 CCD图像对过火面积进行了量算(图12),得到了国家林业局、云南省等部门的重视和认可。

 

12  云南安宁(左)、内蒙古免渡河(右)森林过火面积

(七)太湖水华监测

2007年1-4月太湖水位相对较低,加上整个太湖水温相对较高,污染比较严重,为藻类的生长提供了条件,造成了今年太湖流域藻类的大爆发。中心密切关注太湖“水华”污染的发展,及时使用中巴地球资源卫星CBERS-02卫星遥感影像并结合其他影像数据进行了污染的遥感动态监测,得到了各时期水华污染的受灾范围、程度,并对污染的受灾面积进行了统计分析(图13)。

 

13  CBERS-02星监测太湖“水华”

(八)淮河流域洪涝灾害监测

2007年7月,受连日来强降雨的影响,河南新蔡县的七个乡镇出现严重内涝,大片农田被淹,部分群众房屋倒塌,水利、交通、电力等基础设施破坏严重。与之相邻的淮滨县也遭遇了50年来未遇的大洪水。

为了监测洪水淹没的具体范围并对灾情进行评估,中国资源卫星应用中心及时获取了2007年7月18日的CBERS-02卫星遥感影像,经过图像解译提取出了水域的范围。同时,通过与未发生洪水时(2007年4月5日)的CBERS-02影像进行对比分析,获得了洪灾发生前后两个时段的水体面积(图14),并上报相关部门。

 

14  河南省新蔡县和淮滨县的CBERS遥感洪水监测图

2007年5月,中国以资源系列卫星加入《空间及重大灾害国际宪章》机制,中心作为中方项目管理单位,负责机构内卫星资源的调度、安排和日常联络,可以预见,资源卫星数据将在国际减灾救灾领域发挥重要作用。

(九)在山西省农业资源监测调查中的应用

山西省农业遥感中心是全国最早利用遥感技术进行农业资源监测调查的单位。在具有中国自主知识产权的中巴地球资源卫星在发射以后,几年来共使用了近百景CBERS图像。

山西省冬小麦面积、长势、商情、估产监测项目是农业部农情监测项目工作,也是山西省政府每年的目标责任制项目,已实现业务化运行,有效地促进了山西农业的发展,有着较高的社会效益和经济效益。

山西省农业遥感中心采用CBERS数据信息源,进行了雁门关全方位的农业资源调查与分析评价,建立了雁门关农牧业可持续发展决策支持系统,该研究成果为山西省委省政府在雁门关产业结构调整决策中发挥了重要的支持作用。

山西省土地利用与农业种植结构监测调查为山西省目标责任制项目。从2002年开始项目全部采用中巴卫星信息源进行监测,较以前的技术方法节省了大量经费。

(十)在生态环境中的应用

中国环境监测总站利用2004/2005年全国2004/2005年CBERS影像及有关环境监测和社会统计数据,编写完成了《2005年全国生态环境状况报告》,此报告在2006年10月的全国生态环境保护会议和2007年1月的环保系统全国厅局长会议上宣布,并取得了良好效果。全国31个省、自治区和直辖市利用本区域CBERS影像编写了本区域的《生态环境质量报告书》。

由辽宁环境遥感中心完成的《辽宁省环境卫星遥感信息系统研究》,采用了270多景CBERS数据,第一次全面系统地统计整理了辽宁省从86年以来各个地区的卫星遥感影像、全省各个流域情况、监控断面情况、土地利用变化动态、城市发展变化动态、自然保护区变化动态、湿地变化动态及特殊关注的环境敏感区动态变化等信息数据。在逐年进行数据更新的情况下,为政府部门提供了最新的卫星影像数据,及生态环境的变化趋势,为环境管理与决策提供了及时有效的查询与分析服务(图15)。

中科院地理所使用8900多景CBERS数据,在中国1:100万数字地貌制图中利用CBERS数据完成北京地区地貌制图,黄土高原区地貌制图和内蒙古科尔沁沙地和浑善达克沙地风成地貌的制图;在中国1:10万土地利用图中利用CBERS数据完成辽宁海岸带土地利用解译,青海全省土地利用解译;以及福州市土地利用动态变化与近岸水环境监测等研究工作。

 

15  辽宁省环境卫星遥感信息系统

(十一)在土地调查中的应用

 

16  廊坊市CBERS-02 CCD数据镶嵌图和土地利用分类图

2006年,中国土地勘测规划院以CBERS-02星CCD数据作为土地利用遥感调查信息源,开展应用研究。通过对CBERS-02星CCD数据经绝对辐射校正和大气订正,图像质量得到显著的改善;CCD图像能够满足1:5万和1:10万基本比例尺制图要求;通过开展对CBERS卫星数据的图像处理、及影像分类与信息自动提取方法研究,分类结果精度达到了83.8%(图16)。CBERS卫星遥感数据在用于土地调查及土地管理方面,将会发挥重要作用并具有广阔的应用前景。

(十二)在银川平原生态调查中的应用

 

17  利用CBERS数据制作的银川平原生态专题图

宁夏自治区遥感中心利用CBERS、Landsat遥感数据,调查了银川平原的湿地、沙化土地及盐渍化土地现状,并开展了黄河河道变迁的研究。分析结果表明:银川平原湿地、沙化土地、盐渍化土地的面积均逐渐减少;黄河银川平原段保持向东摆动的趋势(图17)。

(十三)在铀资源勘查中的应用

基于CBERS图像数据,核工业北京地质研究院利用后遥感应用技术理念和方法技术,以鄂尔多斯盆地北部为样区,结合铀资源勘查,对CBERS图像信息进行了深化研究,为砂岩型铀矿找矿提出了一条新的思路(图18)。按照新的思路,建立了断块成矿找矿判据和模式,并据此对已知矿区外围进行了找矿方向的探索。此项研究结果标明,对CBERS图像数据的深入研究和开拓应用,有利于促进CBERS信息在地质领域,甚至在其它地球科学领域的产业化进程。

 

18  研究区断隆构造CBERS数据三维可视化图

(十四)在工程地质调查中的应用

西安煤航遥感应用研究院以CBERS图像数据为主要信息源,对309国道(宁夏境)固原~西吉段二级公路改建工程,开展了自然地理条件调查与分析、基础地质调查、水文地质调查、工程地质调查、工程地质区段划分及评价、其它影响工程因素调查(图19)。通过工程地质条件解译与分析、不良地质与特殊性岩土解译与调查、工程地质条件综合分析、路线工程地质特征分析与路线方案比选,在公路基础设施建设的前期阶段解决了大量的工程地质问题,提出了许多合理化避绕和治理建议,为工程选址、路线方案比选和工程设计提供了重要的基础资料,提高了效率,降低了成本,排出了潜在的灾害威胁,具有明显的社会效益和经济效益。

 

19  在CBERS图像及滑坡体监测与识别

(十五)在国家基础建设和宏观规划方面的应用

在资源卫星数据产品深度开发应用方面,中国资源卫星应用中心积极参与国家电子政务和科技信息大平台建设,已着手建设全国1:25万基础地理框架资源卫星遥感正射影像镶嵌图像数据库、资源卫星遥感数据标准产品库、资源卫星影像光谱数据库、资源卫星辐亮度产品库、植被指数库、资源卫星数据应用示范成果信息库、资源卫星遥感数据专题信息库等。

中国资源卫星应用中心积极配合国家重点地区的区域规划工作的开展,充分发挥了CBERS卫星数据在区域规划中的重要作用。为此,中心对经济比重大的京津冀都市圈和长江三角洲这两个重点地区制作了CBERS卫星影像镶嵌图以及南水北调引水工程中线CBERS卫星影像镶嵌图,并及时提供给了国家发展改革委,为该地区的宏观区域规划提供科学依据。

五、发展展望

为了适应国家经济建设和社会发展对遥感卫星应用提出的更高需求,按照国家有关规划和发展计划,“十一五”期间我国将陆续发射资源系列卫星03星、04星,环境减灾系列A、B、C 星等多颗对地观测卫星,建设高分辨率对地观测体系,统筹发展卫星遥感地面系统和业务应用系统,在卫星遥感主要应用领域取得突破性进展。

依据国家关于集中建设陆地观测卫星地面系统的指导思想,贯彻“天地协调、统一规划、合理分工、资源共享、扩大应用”的建设方针,中国资源卫星应用中心将全力推进我国陆地卫星地面系统建设,实现我国陆地观测卫星数据的标准化处理、产品存档、统一分发和优质服务,并充分利用已有的基础条件和技术力量,建设国家自然资源和地理空间基础信息库资源卫星数据分中心和国家高分辨率对地观测数据中心。

可以相信,具有自主知识产权的我国对地观测卫星遥感系列卫星必将更好地满足广大用户的需求,我国的遥感应用事业必将有更快的发展和新的突破。