第2节
生态要素信息提取的微观数据基础

目前，遥感卫星数量、类型众多。根据遥感观测的对象，主要分为对地遥感卫星、月球遥感卫星以及行星遥感卫星。其中，根据对地观测的领域，可以将对地遥感卫星分为陆地、大气和海洋三大系列。本节主要介绍面向村镇社区尺度对地观测的国内、国外中高分辨率遥感卫星。

1. 中等分辨率遥感卫星数据

第二次世界大战后，美国发射了世界第一颗遥感卫星，开启了遥感对地观测的先河，陆续发射的系列卫星为遥感技术在军事、资源与环境调查、气候研究与地球系统科学领域的应用奠定了坚实的基础。从20世纪70年代开始，在民用领域，美国制订了陆地卫星长期观测计划，调查和分析全球地质构造和矿产、农业、渔业、土地等自然资源，监测全球环境变化，辅助政府管理和决策。自1972年7月23日美国国家航空航天局（NASA）发射第一颗陆地卫星（Landsat-1）以来，至今已发射9颗（第6颗发射失败）。美国地质调查局（United States Geological Survey，USGS）负责发射后的校准活动、卫星操作、数据产品生成和数据存档。从20世纪90年代末开始，美国和欧盟主导了全球对地观测战略，如地球观测系统（EOS）、欧盟第七研究框架（FP7）、地平线2020及哥白尼计划等大型科研计划，形成了对陆地、大气和海洋的长期、综合性全球观测，以进一步服务于全球变化研究、国民经济建设和人类可持续发展等战略目标。由欧洲航天局（ESA）研制的Sentinel系列卫星是哥白尼计划空间部分的专用卫星系列，主要包括2颗Sentinel-1卫星、2颗Sentinel-2卫星、2颗Sentinel-3卫星、2个Sentinel-4载荷、2个Sentinel-5载荷、1颗Sentinel-5的先导星——Sentinel-5P以及1颗Sentinel-6卫星，主要用于陆地、海洋、大气环境、空气质量等监测研究。SPOT卫星是法国空间研究中心（CNES）研制的一种地球观测卫星系统，该系列卫星至今已发射SPOT 1～7号卫星，主要在农业遥感、土地规划、森林保护、环境监测、海事监管、石油工业等领域得到应用，其中由SPOT 6、SPOT 7与Pleiades 1A、Pleiades 1B组成的四颗卫星星座同处一个轨道平面，彼此之间相隔90°，在绘制基本地形图和专题图方面有更广泛的应用。日本ALOS卫星采用了先进的陆地观测技术，主要应用目标为测绘、区域环境观测、灾害监测、资源调查等领域。

我国自20世纪70年代开始发展独立自主的遥感对地观测体系，除发展航空遥感之外，还发展了资源、气象、海洋、环境减灾四大民用遥感系列卫星和军事遥感系列卫星。我国从20世纪70年代开始研制气象卫星，目前已拥有多颗极轨卫星和地球同步风云气象卫星系列，是继美国、俄罗斯之后世界上同时拥有两种轨道气象卫星的国家。除军事遥感卫星以外，我国从1999年发射“资源一号”卫星以来，相继发射了“资源一号02B”“资源一号02C”“资源二号”“资源三号”和“资源四号”卫星，形成了资源遥感卫星系列。我国分别于2002年和2007年发射了“海洋一号A”和“海洋一号B”，目前形成了海洋卫星系列。2008年我国发射了环境系列小卫星星座，包括2颗光学小卫星“HJ-1A”“HJ-1B”和1颗合成孔径雷达小卫星“HJ-1C”。2006年，我国实施“高分专项”计划，14颗高分遥感卫星相继发射升空，初步形成了从秒级到几十天级的全天时、全天候观测能力，实现了亚米级高空间分辨率、多光谱、多极化与高时间分辨率光学和雷达影像的有机结合。此外，近年来我国商业遥感小卫星也在迅速发展，包括“北京一号”“北京二号”“吉林一号”“高景一号”“珞珈一号”“珠海一号”等。

具体到村镇社区尺度，须重点关注林地、草地、园地、耕地、水域/滩涂、裸地/荒漠、其他生态用地等生态功能要素，以及各级道路和建设用地等生态干扰要素。因此，村镇社区生态要素识别所用到的主要数据源是空间分辨率优于30 m的卫星观测数据，在本章将做一个简要回顾。相关遥感卫星技术指标见表3-1。

2. 高分辨率（米级、亚米级）遥感卫星数据

近年来，随着米级、亚米级高分辨率遥感卫星技术的不断拓展，其产品也已广泛应用于生态要素信息提取及生态环境监测、国土规划等领域。

美国DigitalGlobe公司是全球著名的高分辨率商业影像数据提供商。2001年10月18日，QuickBird卫星由该公司发射成功，其空间分辨率为0.61 m，是世界上最先提供亚米级分辨率的商业卫星。WorldView卫星是其下一代商业成像卫星系统，其中，WorldView-4和WorldView-3是目前全球分辨率最高的商业遥感卫星，并组成星座在距离地球617 km的高空以平均2次·d ^-1 的速度为全球用户采集高清影像。

中国高分系列卫星是“高分专项”所规划的高分辨率对地观测的系列卫星。高分一号（GF-1）卫星是中国高分辨率对地观测系统的首发星，该卫星突破了高空间分辨率、多光谱与宽覆盖相结合的光学遥感等关键技术。高分二号（GF-2）卫星是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1 m的民用光学遥感卫星，具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速姿态机动能力等特点。高分七号（GF-7）卫星采用主被动光学复合测绘新体制，卫星上搭载了双线阵相机、激光测高仪等有效载荷，不仅具备同轨道前后视立体成像能力及亚米级空间分辨率优势，还能利用激光测高仪获得高精度高程信息，提升光学立体影像在无控条件下的高程精度（表 3-2）。

除卫星遥感以外，以高空有人机、中空有人机、低空有人机、低空无人机、飞艇等作为航空飞行平台的航空遥感（又称机载遥感）是卫星遥感的有益补充，其数据也在村镇社区生态要素信息提取方面得到广泛应用。航空遥感主要采用航空摄影光学相机、数字航空摄影系统、机载雷达（激光LiDAR、SAR、INSAR）、机载航空成像光谱仪等开展航空遥感测量，它在获取陆地、海洋、大气电磁波信息、几何形态信息，开展地球系统要素探测、区域资源环境演变规律研究、地球系统响应研究中发挥重要独特作用。 OfDtiuk+CHb+81SEK8e628LnVTprL40wXfkur8KqwnOR8DdfOPm+k4EZ37fm85R4