【科普】遥感技术（三）：高时间分辨率遥感

miki888 · 发表于 2018-1-3 16:03

卫星遥感观测的时间分辨率（或卫星重访周期）是指在同一区域进行相邻2次观测的最小时间间隔，间隔越小，时间分辨率越高。由于气象观测的特殊性要求，在21世纪初之前，高时间分辨率遥感卫星绝大多数都是气象卫星。最具代表性的有美国三代气象观测卫星，即第一代“泰罗斯”（TIROS）系列（1960—1965年）、第二代“艾托斯”（ITOS）/“诺阿”（NOAA）系列（1970—1976年）、第三代TIROS-N/NOAA系列（1978年至今）。其中至今仍广泛应用的NOAA系列卫星采用双星运行，同一地区每天重复观测4次。我国气象卫星自1988年成功发射风云一号以来，至今已发展至风云二号、三号、四号共15颗。风云一号气象卫星可以每天2次对同一地区进行观测；风云二号气象卫星每半小时对地观测1次，双星错开观测，可以达到每15分钟观测1次地球。除了上述气象卫星外，1999年12月和2002年5月，美国国家航空航天局（NASA）分别发射以陆地观测为主的高时间分辨率遥感卫星，即Terra与Aqua卫星，两颗星相互配合，每1—2天可重复观测地球。这些高时间分辨率遥感影像其空间分辨率相对较低，一般都在百米级或公里级。近年来，随着高分辨率成像技术和卫星组网观测技术的发展，陆续出现了一些拥有中高空间分辨率的地球静止轨道卫星和具有高空间分辨率的小卫星星座，如我国2015年底发射的高分四号（GF-4）静止轨道卫星，空间分辨率为50 m；预计2030年实现138颗小卫星组网的“吉林一号”后续卫星星座，空间分辨率为1.12 m，届时将具备对全球任意点10分钟以内重访观测。

特点及应用：

高时间分辨率遥感与高空间、高光谱遥感技术相结合是未来遥感科技发展的一个新趋势，它能够实现地物类型与理化特性的精准反演和高时频变化监测。高时间分辨率遥感已经在全球变化及其产生的重大环境问题研究方面发挥了重要作用，它也能够为交通、农业、渔业、水利、林业、军事等部门提供重要的实时监测信息。

具体应用主要体现在以下3个方面：
（1）全球或区域土地利用/覆盖变化监测。高时间分辨率遥感能够通过植被指数等参数时间立方体分析，精确监测作物种植、退耕还林、退牧还草、围湖造田、植树造林、森林砍伐等植被生长状况变化或工程进展情况。
（2）气象及灾害监测预报。高时间分辨率的遥感卫星可以对台风、寒潮、暴雨、洪水、沙尘暴、雾霾等灾害天气现象实时监测和预报，还能够准确量测洪涝灾害水淹区域、草原或森林火灾过火区域、地震滑坡泥石流影响区域等，以及大区域实时监测农业旱灾、近海与湖泊水华暴发（如图）、草原或森林虫害、农作物病虫害等自然灾害现象。
（3）舰船或陆上移动目标的实时监控。利用地球静止轨道遥感卫星或者高空间分辨率遥感卫星星座，基于图像目标自动识别技术，锁定航母等大型舰船和高价值移动目标，对其移动状况可以进行实时或准实时监控。

高时间分辨率遥感