MODIS极区遥感应用研究进展-极地研究

第22卷第1期极地研究Vol.22,No.1 2010年3月CH I N ESE JOURNAL OF P OLAR RESE ARCH M arch2010
研究进展
MOD I S极区遥感应用研究进展
鄂栋臣　张辛
(武汉大学中国南极测绘研究中心,武汉430079;极地测绘科学国家测绘局重点实验室,武汉430079)
提要　卫星遥感技术在极地区域的应用日益广泛,中分辨率成像光谱仪(Moderate2res oluti on I m2 aging Spectr oradi ometer,即MOD I S)则是遥感领域的重要卫星传感器之一。

MOD I S传感器,包括它的搭载平台、系统构成、硬件特征、波段范围及一般性应用都在文章中进行了全面性地描述。

着重介绍了MOD I S在极区遥感应用研究的进展,具体阐述了MOD I S在极区地貌、极区大气和极区海洋方面的应用。

在每个方面都列举分析了国内外的相关研究实例,充分说明了MOD I S 在极地区域的广泛应用现状。

关键词　中分辨率成像光谱仪　极地　极区地貌　极区大气　极区海洋
doi:10.3724/SP.J.1084.2010.00069
0　引言
南北极一直是人类科学探索的重要领域,极地冰貌特征,极地冰雪变化,极地生物资源等,都是科学研究的重要课题[1]。

极地变化监测的现有手段,包括地面观测、航空摄影和卫星遥感。

地面观测一般都需要人工抵达现场操作;但在极区,地面观测只能在局部的小范围地区进行,而大面积的冰雪覆盖区人工难以抵达,只能采用空中观测。

航空摄影是空对地的观测方法之一,主要利用飞机或其他飞行器作为升空平台,加载各种机载仪器对地面进行观测和摄影。

但航空观测方式受到极地时空和覆盖条件限制,通常只能在有白昼的夏天进行,不能获得监测全年的变化情况,并且航空观测难以深入南极高纬度冰盖区[2]。

利用卫星遥感技术,无需人工抵达现场,就能对目标或自然现象进行远距离探测和感知[3]。

因而不受极地严酷的冰貌环境和气候条件的影响。

并且,遥感传感器所感受的电磁波不局限于可见光范围,红外、微波等传感器让恶劣气候中极夜时期的极区情况也一览无余。

因而,遥感手段特别适用于极地的特殊环境。

广泛使用的陆地卫星Landsat系列与
[收稿日期]　2009年6月收到来稿,2009年9月收到修改稿。

[基金项目]　国家自然科学基金(40606002)、国家高技术研究发展计划专题课题(2009AA12Z133)、极地测绘国家测绘局重点实验室开放基金资助。

[作者简介]　鄂栋臣,男。

教授,博士生导师,国际欧亚科学学院院士,从事极地测绘遥感信息领域的研究。

[联系作者]　张辛,zsi m ba@。

07极地研究第22卷
SP OT系列;高分辨率卫星I K ONOS、Quick B ird及O rbvie w等;合成孔径雷达(S AR)类卫星Radarsat系列和ERS系列等;星载激光测光卫星(如I CESat等),均为近极地轨道卫星,可多方面应用于极地测绘制图,极区地质勘探,极地冰川监测等极区遥感研究。

此外极轨气象海洋卫星也可应用于极区气象监测预报,极区海洋监测研究等。

相比于上述卫星,高光谱类卫星具有独特优势。

首先,它采用的成像光谱仪的波段数多,从可见光到近红外光谱区间的波段数可达几十乃至几百个;而Landsat上的MSS、T M 及SP OT上的HRV虽是多波段传感器,在此范围内也只有几个波段。

其次,成像光谱仪的光谱数据的波段宽度可达到纳米量级,光谱分辨率非常高。

并且,此类卫星获取的数据量巨大、相关性强,尤其在相邻的通道间,具有很大的数据冗余,有利于数据处理的多样性。

因而,高光谱类卫星可同时应用于陆地、大气和海洋等多方面的探测。

而MOD I S是此类卫星上的重要传感器,它在极区地貌、极区大气、极区海洋等领域均有成功的应用。

1　MOD I S简介
MOD I S是美国宇航局研制的大型空间遥感仪器;它是Terra卫星和Aqua卫星的主要载荷之一。

MOD I S是带有490个探测器,36个光谱波段的被动成像光谱辐射计;它覆盖了可见光至热红外(400—1400nm)波谱,其数据具有很高的信噪比[4]。

它在36个离散并相互配准的光谱波段上以中等分辨率(0.25—1k m)每2天连续提供地球上任何位置的昼夜光谱图像。

MOD I S多波段的数据可以同时反映陆地、云边界,云特性,海洋水色、浮游植物、生物地理、化学,大气中水汽,地表、云顶温度,大气温度,臭氧和云顶高度等特征的信息,用于对陆表、生物圈、固态地球、大气和海洋进行长期的全球观测[5]。

近10年来,MOD I S数据对生态环境与自然灾害监测、全球环境和气候变化研究以及全球变化的综合性研究等方面做出了重要贡献。

鉴于MOD I S波谱范围广,光谱通道多,时间分辨率高的诸多优势,在极地研究的许多领域都有重要应用(见表1)。

2　MOD I S的极区应用
2.1　极区地貌应用
针对极区特殊的地形环境,可以使用MOD I S的雪盖产品。

该产品利用了雪在可见光波段强反射、在短红外波段强吸收的波谱特性,使用了MOD I S第1、2、4、6、31和32波段以及MOD I S03产品中的陆地/水掩膜,MOD I S云掩膜产品。

输出产品首先是L2产品MOD10_L2,以该产品作为输入,又依次产生了L3产品MOD10L2G,MOD10A1, MOD10A2,MOD10C1,MOD10C2[6]。

这些产品的空间分辨率为500m,分为每天产品、10 d合成产品和月度合成产品。

2.1.1　利用MOD I S生成南极冰雪表面地图
美国国家冰雪数据中心(NSI D C)利用MOD I S的冰雪数据,生成了详细的南极冰雪表面地图,被称为Mosaic of Antarctica(MOA)。

该地图收集了从2003年11月20日—
2004年2月29日的260幅250m 分辨率的MOD I S 南极影像[7]。

主要使用了两种数据
源:一种是采集波段1数据生成的经过数字平滑的红光波段影像;另一种是从波段1和波段2获取的,经过规格化校准后生成的雪颗粒尺寸影像[8]。

表1　MOD I S 波段分布特性(引自文献[4])
Table 1.The characteristics of wave bands in MOD I S
主要用途
波段波段宽度(nm )光谱灵敏度信噪比陆地/云界限1
620-67021.81282
841-87624.72013
459-47935.32434
545-56529.0228陆地/云特性5
1230-1250 5.4746
1628-16527.32757
2105-2155 1.01108
405-42044.98809
438-44841.983810
483-49332.180211
526-53627.9754海洋颜色/浮游植物/生物化学12
546-55621.075013
662-6729.591014
673-6838.7108715
743-75310.258616
862-877 6.251617
890-92010.0167大气水蒸气18
931-941 3.65719
915-96515.025020
3660-38400.450.05地表/云温度21
3929-3989 2.38 2.0022
3929-39890.670.0723
4020-40800.790.07大气温度24
4433-44980.170.2525
4482-45490.590.25卷云26
1360-1390 6.0015027
6535-6895 1.160.25水蒸汽28
7175-7475 2.180.2529
8400-87009.580.25臭氧30
9580-9880 3.690.25地表/云温度31
10780-112809.550.0532
11770-122708.940.0533
13185-13485 4.520.25云顶高度
34
13485-13785 3.760.2535
13785-14085 3.110.253614085-14385 2.080.35 为了保证影像合成的较好效果,要对不同来源的影像进行一系列处理工作:将各影像调节成相同的亮度与对比度,核查各影像中不清晰的部分,如数据的瑕疵或者噪声,云及云的阴影,雾和被风刮起的雪等,再把这些部位从影像中剔除。

然后将各幅影像进行拼接,以覆盖整个南极区域。

在图像接缝时,要对冰雪表面的形态提供各方向一致的亮度,同时也保持每个方向的线性雪特征。

而在堆叠重合区域的影像时,要既能填补影像清理过程中留下的空洞,又能增加影像的地面细节;在MOA 的堆叠过程中,平均各部分叠加了15幅影像,最少处叠加了4幅,最多处叠加了38幅,充分满足了堆叠需求。

最后是对
1
7第1期 鄂栋臣等:MOD I S 极区遥感应用研究进展
影像的后期处理,MOA 图像进行了去斑处理、地理编码,及重采样,能够显示南极区域的各处表面细节,分辨率提高到约150m 。

MOD I S 生成的南极冰雪表面地图可作为具体的专题应用。

比如,可利用MOA 观测南极的蓝冰分布:在MOA 的灰度影像图上,蓝冰的灰度较暗,并且有些被风吹刮显现的蓝冰(winds wep t blue ice )会呈现漩涡状;MOA 也可观测冰河流向甚至细微的河道,以及冰纹、冰裂缝、冰舌等;并且可监测融化的冰水池(melt pond ),以预测冰架崩塌,见图1。

MOA 还可结合其它影像进行研究,比如Radarsat 南极测图计划(Radarsat Antarctic Map 2p ing Pr oject,RAMP )中,使用的雷达具有较强的穿透性,获取的数据能观测到部分被遮盖的地表特征,可与MOA 相结合,
更细致地研究南极冰貌地形等。

图1　MOA 图上的蓝冰及冰水池(引自文献[7])
Fig .1.The winds wep t blue ice and melt pond in the MOA
2.1.2　MOD I S 参与生成极区数字高程模型
MOD I S 影像具有较高的光谱分辨率,但较低的空间分辨率却限制了其应用潜力。

我们可以使用图像融合技术或者影像结合的方法,将MOD I S 影像与高空间分辨率的影像结合研究,从而提高影像的特征提取能力。

国内有研究者使用小波变换的算法,将MOD I S 影像与ET M (空间分辨率30m )影像进行数据融合,有效地将MOD I S 的光谱信息和ET M 的空间几何信息结合起来,在保持了MOD I S 高光谱低频信息的同时,大大增强了细节纹理信息[9]。

这为MOD I S 数据用于制作较大比例尺的极地影像图提供了可能。

2006年底,美国学者Haran 等[1]结合MOD I S 影像和I CESat 测高数据,生成了西南极
的数字高程模型。

其中,I CESat 是激光测高仪卫星,星上载有一台地球科学测高仪系统,能提供精确的高程数据,精度可达到5—10c m;它获取的数据是一系列独立高程点,平均1个高程点的直径约为60m ,相邻高程点间距约170m;然而,I CESat 轨道间距较宽,南纬85°处间距为2k m ,南纬75°处间距达20—50k m ,因而,一部分重要的冰面特征会丢失。

并且I CES AT 只能覆盖南纬86°以北的大部分南极区域;而MOD I S 影像覆盖范围广,并且无数据盲区。

因而,结合覆盖区域有限、但精度较高的I CESat 数据,以及覆盖范围广、空
27极地研究第22卷
间分辨率相对较低的MOD I S 影像数据生成DE M ,可以起到数据优势互补的效果[10,11]。

Haran 等[1]首先获取I CESat 数据中一系列脚点的高程及其在MOD I S 影像中对应的亮度值,再利用这种对应关系来校准MOD I S 影像中每个像元的高程数据,并综合生成研究区域完整的DE M 。

2.2　极区大气应用
MOD I S 大气应用的主要方面有:云、气溶胶和水蒸气等。

其中,云层在地球辐射平衡中意义重大,并且可用于反演许多大气和表面参数,气溶胶则是大气模型中不确定性的重要原因之一,而水蒸气是了解水文循环、气溶胶与云的相互作用、能量估算及影像气象预报的主要因素[4]。

针对这些影响气候变化的重要因子,MOD I S 都有相对应的获取波段及数据产品,比如6.7μm 的水汽吸收波段,MOD35的云掩膜数据产品等。

在极区应用方面,侧重于针对极地的高寒、大风特性,利用MOD I S 做出针对性研究。

2.2.1　MOD I S 探测极地逆温
对流层大气的热量主要直接来自地面的长波辐射,一般情况下,离地面越远,气温越低,即气温随高度增加而递减,平均垂直递减率约为0.65℃/100m;但在一定条件下,对流层的某一高度有时也会出现气温随高度增加而升高的现象,这种气温逆转的现象就是逆温。

逆温层的厚度一般从数米到数百米。

逆温层的存在及其分布特征,直接影响着海、冰、气之间的物质和能量交换;影响臭氧的光化学削减;同时,逆温强度也会对冰盖冷却的
上升高度产生影响[12]。

因此,对极地逆温的研究十分必要。

逆温现象在南极全年都存在,在3—10月最明显;北极地区也是冬天逆温较明显,3—
9月则基本消失。

1996年,美国威斯康星大学空间科学与工程中心的学者Acker man [13]提
出了合成两个光谱波段的方法来检测大气逆温,具体是通过检测6.7μm 的水汽吸收波
段和11μm 的热红外窗口的亮度温度差异来进行探测[13]。

在洁净的大气条件下,亮度温
度差异值B T 11-B T 6.7是负值。

这是因为在水汽波段,水汽一边接收下方的辐射,一边以自身较低的温度发射红外辐射;而卫星接收到的辐射量取决于水汽含量:大气中水汽含量越多,发射的辐射越小;水汽含量越少,大气低层的辐射越容易透过水汽到达卫星,卫星接
收的辐射就越大[14]。

约90%的水汽都集中在500hPa 以下,因此,水汽波段的亮温数据
能在约500hPa 处达到峰值,而这一高度达到了逆温层顶,水汽波段能够感应到此处温度较高的大气。

同时,热红外窗口的亮温数据主要受地表辐射的影响,越往高处温度越低。

因而,B T 11-B T 6.7显示负值;并且在极区冬季,这一值可达到约-15K 。

Acker man [13]的方
法可以利用MOD I S 数据进行复现,但不适用于温度差异较小的弱逆温情况,以及逆温顶端海拔较低的情况。

2002年,威斯康星大学的研究者进一步发挥了MOD I S 的多波段优势,增加了7.2μm 的水汽波段和13.2μm 的二氧化碳波段;这两个波段在对流层较低处达到亮温的最高
值[15]。

实验使用了MOD I S L1B 数据的红外波段分别在6.7μm ,7.2μm ,11μm ,12μm 和13.2μm 等波长处的亮度温度值,计算了B T 11-B T 3.7,B T 11-B T 7.2,B T 11-B T 13.2,的一系列亮温差异,来探测晴空条件下极地夜晚时的弱逆温现象的存在和大小;但这种方法一
般只应用于基于地表的大气温度逆转[11]。

实验是在MOD I S 云覆盖数据(MOD35_L2)中
寻找晴空区域,因为只有晴空数据才能被使用;而MOD I S 的大气剖面产品(MOD07_L2)3
7第1期 鄂栋臣等:MOD I S 极区遥感应用研究进展
被用于做对比。

实验表明:在晴空条件下,温度差异与逆温强度是线性相关的。

并且,对
于高海拔的位置,负值较大的B T
11-B T6
.7
对逆温有较好的指示,1996年的研究也指明了
这点;而B T
11-B T7
.2
对于低海拔位置的指示效果更好。

逆温探测的结果可以定出计算方
程,以MOD I S获取的亮温差数据为基础,来计算逆温时的具体温度差数值。

2.2.2　MOD I S观测极区的云迹风和水汽风
在气象数值预报的研究中,需要大量的全球初始风场资料,因而大气风场的观测是十分重要的。

使用地球静止卫星反演风场的方法已经发展了20多年,并被大量地用于天气预测系统中。

然而,这种方法一般仅限于在中纬度地区使用。

近期美国科学家Jeffrey 等[16]和中国学者[17,18]使用搭载了MOD I S传感器的极轨卫星获取高纬度风信息,从而把大气风场观测的领域扩展到了极地区域。

他们具体使用了MOD I S的红外波段和水汽波段观测极地区域的云迹风和水汽风。

前者是通过卫星云图获得的云移动的风;后者是用水汽吸收通道图像反演风场得到的风。

地球静止卫星可以实现连续地定点观测;而对于极轨卫星,影像获取的频率是需要具体分析的。

如图2,是Terra和Aqua两颗卫星在零度经线的不同纬度上的过境时间,统计时规定了卫星扫描角小于50°。

在纬度为60°处,每颗卫星每天过境2次,间隔时间较长,无法获取有用的风信息。

在80°纬度处,间隔约100m in会有一次卫星过境。

尽管100 m in的取样频率相对于地球静止卫星的一般观测频率要长,但在理论上,大约70°纬度以
上的风向量参数都能被获取。

因而,极轨卫星获取风场资料的基本条件是满足的。

图2　Terra和Aqua卫星在0°经线的不同纬度上的过境时间(引自文献[16]) Fig.2.Ti m e differences bet w een successive over passes of the Terra and Aqua at the Pri m e M eridian
用静止卫星反演风场资料,一般要经过示踪物选取、示踪物的追踪和风矢量的计算、高度测算、质量检测等一系列过程[17]。

使用MOD I S数据进行示踪物选取时,云特征被11μm的红外波段所获取,水汽特征被6.7μm的水汽波段吸收;它们分别是风场反演在云区和晴空水汽区的示踪物。

追踪方法是在2幅连续影像之间寻找目标框和搜索框内的最小辐射差值位置,即确定为示踪物的前位置和后位置。

直到确定示踪物的初始位置和终点位置后,便可计算出两点间的位移,再除以时间间隔,就得出了风速和风向。

高度测算一般有三种方法:首先是红外窗口方法,把获取的温度数据与数字预测的垂直温度分布图进行比较,从而确定风场高度。

这种方法用来测量不透明的云层是相当准47极地研究第22卷
确的,但测量半透明云层时误差较大。

其次是CO 2薄片算法,它对于不透明云层和半透明云层都是适用的,这是由于MOD I S 的多个CO 2波段在晴空与云区的辐射率会有所区别[19]。

另外,水汽获取方法可以做为高度测算的辅助方法;这种方法能测出水汽的像素值和红外亮温值的线性关系,从而得出高度值,这在上一节的逆温探测中也有论述。

Jeffrey 研究小组[16]获取了MOD I S 的1k m 分辨率的L1B 数据,观测了从2001年3月
5日—4月3日约30d 的极地影像,并对实验结果进行了检测。

质量检测有两种方法:一是比较来源于卫星的风参数以及无线电探空测风仪的观测数据;二是评测它们对数值天气预报的影响。

前一种检测方式不太准确,这是由于在极地区域的无线电测风仪的观测点过于稀少。

Jeffrey 等的实验使用了第二种检测方法:把MOD I S 获取的风场信息引入欧洲中期天气预报中心(EC MW F )的同化系统,以及美国国家航空与航天局(NAS A )的数据同化办公室(DAO )之后,极地区域的天气预测精度有了显著提高,特别是表现在北极地区[16]。

2.3　极区海洋应用
2.3.1　MOD I S 监测极地海冰与冰架变化
MOD I S 海冰产品利用了海冰和海水在可见光波段和近红外波段不同的波谱特性。

引入了MOD I S03产品中的陆地/水掩膜,MOD I S 云掩膜产品;并利用MOD I S 第1、2、4、6波段数据生成海冰分布产品,用第31、32波段生成冰表面温度(I ce Surface Te mperature,即I ST )产品。

首先生成的是L2产品MOD29,以该产品作为输入,依次产生了L3产品MOD29PG D,MOD29PG N,MOD29P1D,MOD29P1N,D 、N 分别表示白天和黑夜。

海冰产品
的空间分辨率为1km ,该产品包含的I ST 数据可以辅助反射率识别海冰[20]。

MO I D S 是进行极区海冰变化监测的有效工具。

本文作者曾利用MOD I S 海冰数据,选择中山站附近海域为研究区域,提取了其中的海冰范围数据及温度信息,得出了2000—2002年间试验区的海冰范围及冰面温度变化的规律:每年10月至翌年2月中上旬为海冰消融期;到2月份,海冰范围达到最小值,季节性海冰全部消融。

2月中下旬至4月为海冰冻结非密封期;5—9月为海冰冻结密封期,海冰布满中山站附近海域。

海冰表面温度在每年1月份达到最低值,在每年8月份升到最高值。

并以图示方式显示海冰的消融边界及冻结范围。

总体上对使用MOD I S 的海冰数据监测南极海冰的可行性进行了验证。

如图3(a,b ),分别是南极中山站附近海域在2000年11月上旬及2001年1月中旬的海冰分布图。

海冰在图像中为亮色;陆地为灰色,在图像左部;海洋则是图像右部最暗的部
分[21]。

MOD I S 影像数据也可以用于监测南极的冰架崩塌等现象。

2008年2月28日,美国NSI D C 运用MOD I S 的1K M 分辨率的影像图,首先发现威尔金冰架(W ilkins I ce Shelf )的崩解。

并用随后2月29日,3月6日,3月8日的一系列影像图连续记录了冰架的崩裂过
程[22]。

MOD I S 影像也监测了拉森B 冰架从2002年1月31日—3月5日期间,约3250k m 2的冰架从南极半岛崩离的变化,在30多天内用连续影像数据,持续地记录了冰架的崩解[23]。

载有MOD I S 传感器的卫星的高时间分辨率及较高的空间分辨率为冰架变化监测提供了有效的手段。

2003年底至2005年底,美国科学家结合MOD I S 影像和I CESat 卫星上的激光测高系57第1期 鄂栋臣等:MOD I S 极区遥感应用研究进展
统数据,得到了南极巨大冰下湖的多维图像,比较3年间的影像图,冰层有抬升变化。

这一变化表明,周边的海洋正在抽取冰湖中的水分。

进一步发现了快速移动的南极冰流下拥有一个巨大的水路网络,这个冰下水路会影响冰架运动及冰原的增长或者消融,甚至影响海平面的变化[24]。

这一发现也成为2007年NAS A 的重大科研进展之一。

(a )2000年11
月上旬(b )2001年1月中旬
图3　中山站附近海冰分布图
Fig .3.The distributi on of the sea ice near the Zhongshan Stati on
2.3.2　MOD I S 测算海洋生物
海洋中碳系统的物理和生物方面的关系,是影响全球海洋变化及二氧化碳系统的重要因素;而海洋中主要的单细胞植物———浮游植物是这一关系中的重要环节。

MOD I S 能从太空中观测到全时相的全球浮游植物分布;但极区海洋由于长期受冰雪覆盖,进行浮游
植物观测的难度较大。

近期美国学者Pel oquin 等人[25]使用MOD I S 影像,结合船基数据,
测算了南极罗斯海的浮游植物的数量。

实验使用了MOD I S 两种不同等级的影像:其中1k m 分辨率的L2产品的每日影像被用来确认船基数据,这些条带产品经过了地理定位,质量检测,并与船基产品对比计算偏差;该偏移量被用作后期加工处理的改正值,生成L3产品影像,即5k m 分辨率的8日影像图,它是实验使用的主要产品。

使用MOD I S 传感器进行浮游植物数量测算的优势在于,它能够定量地统计海洋中的光化学作用,从而测出罗斯海中叶绿素a 的浓度,进而推算浮游植物的数量。

研究表明,叶绿素a 含量增加时,水体的反射光谱会发生变化。

叶绿素a 在蓝光波段的440nm 及红光波段的678n m 附近都有显著的吸收;当浮游植物密度较高时,水体光谱反射曲线在这
两个波段附近会出现吸收峰[26]。

并且,含浮游植物的水体会在685—715n m 附近出现反
射峰,其位置和峰值是叶绿素a 浓度的指示;而550—570nm 附近的绿光反射峰值也可以
67极地研究第22卷
作为叶绿素a 的定量标志。

对不同水域的叶绿素a 含量进行遥感监测时,会在以上描述的各波段间进行组合试验,找到最佳的反演波段组合;对罗斯海的探测使用了443∶551n m 的波段组合。

另一方面,MOD I S 数据的高时间分辨率可以提供罗斯海的连续观测数据,从而分析出浮游植物的年际变化情况;这些数据能被引入较大型的测算系统,用来判
断驱使浮游植物的季节性繁盛的原因[27,28]。

3　总结与展望
自1999年至今,MOD I S 已连续近10年为我们提供了全球陆地、大气和海洋等地球观测数据,数据获取稳定且质量高,在现今的遥感传感器中表现优秀。

身为“图谱合一”的“当家”传感器,MOD I S 得益于划分细致的电磁波段,可以实现对地球大气圈、水圈、生物圈以及岩石圈等的立体多尺度观测。

作为近极地圆轨道卫星上搭载的重要传感器,将MOD I S 应用于极地区域是必然的选择。

从某种程度而言,我们是将MOD I S 在中低纬度地区成功的实验经验应用于高纬度地区的南北两极;在这一特殊区域,MOD I S 的“多工种”身份可以覆盖极区地貌、极区大气、极区海洋等我们能涉及到的极地科考的绝大部分领域。

MOD I S 传感器由原定的5年使用期超期服役至今;其系列卫星及下一代传感器产品都在研发之中。

现今,遥感传感器在向高光谱分辨率,甚至超高光谱分辨率不断发展。

如美国地球观测1号(Earth Observing 21)系统上Hyperi on 成像光谱仪就有220个波段,覆盖了357—2576nm 的光谱区间。

成像光谱遥感技术在提高图像光谱分辨率的同时,也十分注意图像空间分辨率的提高。

如美国的O rbvie w 24就是高光谱和高空间分辨率相结合的卫星,它可在0.4—2.5μm 光谱范围获取空间分辨率为8m 的280个波段高光谱图像,同时还可
获取全色光谱段空间分辨率为1m 的图像[29]。

但由于技术上的局限,目前还无法同时在
一个传感器上将空间分辨率和光谱分辨率达到高度的最大化。

但MOD I S 所代表的高光谱至超高光谱的高辐射分辨率宏观多频次观测的多学科综合传感器技术,必将在遥感领域进一步发展完善。

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