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航空遥感:重装上阵 跨越山海


  来源: 光明日报 时间:2023-08-17 编辑:清风
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珠穆朗玛峰遥感图像。图片由空天院提供


八一冰川遥感图像。图片由空天院提供


图片由空天院提供


遥感如今已经成为人们比较熟悉的科学技术,但很多人不太清楚,遥感也分为航空遥感和航天遥感。简单地说,航空遥感是用飞机,航天遥感则是用卫星。它们是对地观测系统的两大支柱,两者不可替代、相互补充。其中,航空遥感具有机动灵活、观测量丰富、观测载荷种类多、响应时间短等优势,是区域高分辨率获取数据的重要来源,也是众多载荷走向航天的必由之路。


航空遥感,方兴未艾,不可替代


航空遥感,不仅能“看”到,还能帮助科学家们“透视”——2023年3月至5月期间,作为我国第二次青藏高原综合科学考察研究和民用P波段合成孔径雷达(SAR)卫星科学论证计划的重要组成部分,中国科学院等相关院所在青海省八一冰川地区组织实施联合航空遥感科学实验,对解决冰川厚度遥感监测难题、突破冰储量估算瓶颈、引领下一代冰冻圈遥感技术具有重大意义。


这一实验即基于由中国科学院空天信息创新研究院(空天院)所属中国科学院航空遥感中心建设与运行的国家重大科技基础设施——航空遥感系统开展。


航空遥感系统,就是把多种对地观测载荷单/同时集成在一架飞机上,通过航空飞行来实现对地观测。与所有的遥感系统相似,航空遥感系统也包括飞行平台、载荷(遥感器)、接收、处理和应用各子系统所组成。其中,航空遥感飞行平台即航空遥感飞机,载荷则包括可搭载于航空遥感飞机上的多种类型的光学与微波载荷,以及一系列地面定标设备。此外,航空遥感系统还包括储存、处理多源数据融合的综合处理和管理系统,可存储、处理和分析海量航空遥感数据。


与卫星遥感相比,航空遥感具有分辨率高、观测量丰富、载荷配置灵活、响应时间短等独特优势,是区域高分辨率多源遥感数据的最重要来源。例如,航空遥感可以根据特定任务的需求进行灵活配置和定制,可以选择适当的载荷、平台和飞行参数,以满足特定区域、时间和任务的需求,这种灵活性使航空遥感在特定研究和应用领域具有较大优势。又如,相对于卫星遥感,可以根据需要在特定时间段内进行多频次观测,这对于环境监测、灾害评估和农作物生长监测等应用非常有价值。


当然,航空遥感也有自身局限性,例如单架次成本高、覆盖范围有限、无法实现全球连续监测等。因此,航空遥感和卫星遥感常需搭配使用,需要综合考虑研究或应用的需求、可用的资源和预算以及目标区域的特点,选择适合的遥感数据获取方式。


两代系统,从引进到自主研发


目前,空天院拥有4架遥感飞机,均可适装不同类型的载荷开展各类对地观测与试验。它们也构成了我国两代航空遥感系统的建设典范。


其中,我国第一代航空遥感系统的飞行平台为奖状遥感飞机,于1986年引进,为美国塞斯纳公司citation 550 II型小型公务飞机,最大升限13000米,最大航程3300千米,最高航速746千米/小时,可以保障科研人员在万米高空、青藏高原、南海深处、沙漠腹地等环境开展科学试验。两架奖状遥感飞机投入运行后,航空遥感中心组织了国内20多家科研单位联合攻关,经过多年努力,以遥感飞机为高空平台,集成了包括可见光、近红外、热红外和微波波段等在内的多套传感器,从而构成中国第一套也是当时最先进和规模最大的航空遥感系统,该系统于1993年获中国科学院科学技术进步奖特等奖。


关键词:航空遥感 传感器 遥感飞机    浏览量:262

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