高分一号卫星在国土资源领域的应用及前景_罗海静

高分遥感应用RS Application
一、卫星介绍
高分一号卫星于2013年4月26日成功发射，可提供2m/8m全色多光谱影像，高分成像地面幅宽可达60km 以上，宽幅成像地面幅宽可达800km以上，其中全色谱段波长范围0.45-0.90μm（四个波段分别为：0.45-0.52μm，蓝色波段；0.52-0.59μm，绿色波段；0.63-0.69μm，红色波段；0.77-0.89μm，近红外波段），并且多光谱图像无损压缩。

其使用寿命为5~8年，并保证5年末可靠度不低于60%。

高分一号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，主要为中国国土资源部、农业部和环境保护部提供数据使用。

二、数据产品
高分一号卫星标准产品根据输入轨道数据与处理流程的不同分为1A和2A级产品。

1A级产品又称为预处理级辐射校正影像产品，是0级数据(指地面站刚接收到的像素值没有经过处理的图像数据)经数据解析、均一化辐射校正、去噪、MTFC、CCD拼接、波段配准等处理的
高分一号卫星
在国土资源领域的应用及前景
●文|1．湖南科技大学土木工程学院 罗海静 资锋
2．中国国土资源航空物探遥感中心 陈玲
3．北斗航天卫星应用科技集团 张微
4．中国科学院遥感与数字地球研究所 卢善龙
摘 要：着重在土地利用动态遥感监测及变更调查、基础地质与矿产资源
遥感调查、生态环境调查、地质灾害调查等国土资源领域方面阐述了高分一号
卫星数据的应用现状，同时分析了其数据特点和应用前景。

关键词：高分一号卫星 国土资源 卫星应用
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影像数据，并提供卫星直传姿态（指卫星相对于空间某参考系的方位或指向）和轨道数据生产的RPC 文件；2A 级产品又称为初级几何校正影像产品，是1A 级数据经过几何纠正、地图投影生成的影像产品[1]。

三、优势特点
由于高分数据独一无二的优势特点，使其应用已很广泛，其优势特点主要表现在以下三个方面：
高寿命——多项技术保证卫星经久不息。

高分一号卫星安装有变轨发动机，只在必要时才降低轨道成像，降低了对卫星使用寿命的影响[2]。

我国高分一号卫星使用寿命长达5~8年，已达到国际先进行列。

高精度——实现空间分辨率与时间分辨率的配合相得益彰。

我国高分一号卫星分辨率是2m，使用的是与天文望远镜同等水平的照相系统，能在对特定地点进行精准拍照的同时，还能对宽达800km 的范围进行成像，有利于对大范围人员、车船活动情况的掌握[2]。

高效能——可广泛用于多个领域的遥感监测。

由于国土范围限制，本国的地面数据接收站很难实时接收。

为解决此问题，高分一号数据在难以直接接收时，会先将数据传给天链卫星（中继卫星），由这些卫星把数据传回国内，实现对我国农业、灾害、环境、国土资源的24小时全天候监测。

四、应用领域
高分一号卫星数据在国土资源领域的应用主要表现在土地利用动态遥感监测及变更调查、基础地质与矿产资源遥感调查、生态环境调查和地质灾害调查等方面。

1.土地利用动态监测及变更调查
利用高分一号卫星数据可以对二、三、四类区土地利用新增建设用地的位置、面积进行监测，以及对耕地、园林地、建设用地、水域等土地利用宏观监测，对典型地类进行变更调查，还能够为土地利用卫星图片执法检查和土地数据参与宏观调控提供基础资料[3]。

2.基础地质与矿产资源遥感调查
凭借稳定的光谱特征和质量良好的数据，高分一号卫星可在基础地质与矿产资源遥感调查方面发挥重要作用。

高分一号卫星格外适用于干旱裸露区的地质调查，因为该类地区的地表出露面积大、地势相对平缓、地形波动较小，其影像影纹特征明显，不同地质单元易于区分识别。

2m 分辨率全色和8m 分辨率多光谱融合影像数据基本能目视解译识别出直径大于100m 的闭合地质体；宽度大于50m、长度大于250m 的块状地质体；长度大于250m 的线状地物（断裂），符合1:2.5万和1:5万遥感地质解译相关技术规范的要求，为区域遥感地质解译工作提供了重要数据源。

此外，对比美国Landsat 卫星ETM 数据，高分一号数据对于地质解译有着无法替代的优势，因其在构造信息提取方面，高分一号影像不仅可以提取大型构造信息，而且目视判读即可区分断裂周边的地物细节信息。

在岩性提取时，由于ETM 分辨率为30m，所以对于同一地物信息进行描述时，多是由混合像元而组成，这就造成在进行图像处理时的分类精度不高；而高分影像正好弥补了这点不足，像元纯度高，在进行分类研究时精度较高。

现代遥感技术在找矿中的广泛应用，有效地提高了找矿效率。

遥感技术在地质找矿工作中的常见应用有遥感蚀变信息直接提取法，其中围岩蚀变便成为地质找矿的重要标志。

此外还有间接找矿方法，如提取地质构造信息和植被波谱特征、五要素（线、环、带、块、色）找矿预测法，从而综合相关影响因素，综合评定矿物的储备以及类型等相关特性，并借此判断该区域的矿物质储备等情况（图1）[4]。

图1 东昆仑成矿带高分一号遥感影像图
3.生态环境调查
目前，我国环境形式异常严峻，长期困扰人们的雾霾、水污染、油气泄漏等问题依然存在，因此环境的保护和治理仍旧是今后的重要任务，这些也都需要卫星遥感监测技术手段的大力协助，事实也证明了卫星遥感监测的
功不可没。

例如对某地区水库中养殖鱼塘追踪，由于高分一号卫星的高空间分辨率及高辐射分辨率，可清楚识别养鱼网箱的边界及数量，甚至可分别识别投饵与未投饵网箱，并以此建立箱网边界矢量文件,实地调查结果显示，卫星数据综合结果与实际调查统计结果相差小于1.45%，并且通过高分一号卫星遥感影像提取数据比实际调查所需的时间、物力和人力少得多。

此外结合DEM自动提取保护区大致边界和周围山体、公路、居民区边界，可有效圈定保护区、拆迁沿岸居民区、宾馆、工厂及限制养鱼网箱数量等，达到保护水质的目的，从而为政府有效管理提供数据支持和便利条件，由此可见高分一号卫星影像的高效性和实际可操作性。

4.地质灾害调查
在地质灾害与监测工作中，利用高分一号可分析地质灾害形成和发育的环境地质背景条件，编制地质灾害类型、规模、分布遥感解译图，为灾害治理、防治提供灾害空间分布特征信息。

以四川松潘县为典型示范区，开展了面向对象的遥感地质灾害信息提取研究：首先要对国产卫星数据进行预处理，其中包括FLAASH大气校正、DEM自动提取、基于最佳指数法的彩色合成、图像融合方法以及基于有理函数模型的正射校正等，形成基于国产卫星数据的地质灾害遥感调查预处理方法体系；其次，通过建立滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害类型的解译标志，论述如人工目视解译、监督分类、非监督分类、决策树、变化检测等基于像素级的地质灾害信息提取方法，进而在此基础上提出了面向对象地质灾害信息提取方法，加以对试验区影像采用了多尺度分割技术，确定最佳分割尺度。

在上述方法研究的基础之上，系统地建立基于国产卫星数据的地质灾害信息提取方法体系[5]。

高分一号卫星对于我国减灾救灾的最大优势就是精确性和及时性，利用高分一号提供的高分辨率数据图像，对可能出现的地质灾害进行提前预测，并对灾后情况给出及时准确的报告，从而为预防灾害的发生，减少灾害的损失及灾后救援的决策提供技术支撑。

五、应用前景
高分一号卫星发射成功，开启了中国对地观测的新时代，也使我国步入了拥有高分辨率卫星国家的行列。

高分辨率也是商业遥感竞争力的关键，随着高分专项的推进，在政府的主导和推动下，不断提升高分辨率遥感卫星技术，推进遥感数据的商业化发展，逐步实现数据自给，鼓励国内高分辨率商业遥感卫星企业自主发展，使高分国产数据在国土资源领域的潜能发挥到更大，从而使高分系列卫星数据更好地为我国国土资源领域及其
他领域服务。

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