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高分七號衛星拍出地球高清3D大片
2019-12-11 07:34:16 來源: 人民日報
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  高分七號衛星拍出地球高清3D大片

  標志著我國跨入一比一萬比例尺航天測繪新時期

圖為高分七號衛星拍攝的北京大興國際機場影像。國家航天局對地觀測與數據中心供圖

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  高分七號是一顆測繪衛星。我國以往衛星的測繪精度是1:5萬比例尺,高分七號能達到1:1萬比例尺,對地物的平面定位精度優于5米,測高精度優于1米,即對于地面物體的平面定位精度誤差在5米以內。高分七號的投入使用,不僅在國民經濟建設等眾多應用領域産生直接的效益,還將服務于人們的日常生活,今後借助高分七號獲取的地圖和北鬥的導航信號,可以讓出行線路更精準。

  10日上午,國家航天局發布了高分七號首批22幅亞米級立體影像産品。北京首都機場、大興機場、雁棲湖,安徽涇縣以及廣東陽春、山東菏澤等多個地區的正射影像圖、立體核線影像、數字表面模型産品正式亮相,揭開了這位“高分家族”新成員的神秘面紗。

  定位精度國內最高,能為地球繪制立體圖像

  高分七號的全稱是“高分辨率國土測繪衛星”,是高分辨率對地觀測係統重大專項(簡稱高分專項)的重要組成部分,也是目前高分專項係列衛星中測圖精度要求最高的科研型衛星。今年11月3日,高分七號在太原衛星發射中心成功發射,11月5日在軌開機工作並獲取了首批衛星影像,標志著我國跨入1:1萬比例尺航天測繪新時期,已達到國際先進水平。

  簡單地説,高分七號是一顆測繪衛星,主要用于我國1:1萬立體測圖生産及更大比例尺基礎地理信息産品的獲取和更新。中國航天科技集團有限公司中國空間技術研究院高分七號衛星總設計師曹海翊進一步解釋,“測繪衛星就是精確測量大地的尺子,如果把以往其他通用遙感衛星比作米尺,那麼高分七號就是一把遊標卡尺,能夠高精度地測量地物的平面位置和高度。”

  曹海翊説,我國以往衛星的測繪精度是1:5萬比例尺,高分七號能達到1:1萬比例尺,對地物的平面定位精度優于5米,測高精度優于1米。也就是説,高分七號對于地面物體的平面定位精度誤差在5米以內;而之前1:5萬比例尺時代,衛星對地物的平面定位精度誤差在20米左右。“因此,高分七號能夠更準確地定位地物的位置、識別更多的細節。打個比方,以往我們能夠定位比較寬闊的高速公路和國道的位置,現在則能夠精確定位鄉間小路的位置。”曹海翊説。

  除了定位精準,高分七號還有一項神奇的本領——給地球拍攝3D大片。

  自然資源部國土衛星遙感應用中心總工、高分專項應用係統副總設計師唐新明介紹,與一般光學遙感衛星只能拍攝平面圖像相比,高分七號可以繪制立體圖像,投入使用後,建築物在地圖上不再只是一個方格,而是一個個三維“模型”。“高分七號配置1臺雙線陣相機和1臺激光測高儀,測高精度和定位精度是目前國內最高的。不僅能夠拍出高清晰度的地表圖片,還能明確圖中每一個像素點的橫豎坐標位置。因此,高分七號能夠高效地繪制地面地形模型,甚至是城市三維模型。”唐新明説。

  應用領域眾多,支持資源監測、地圖導航等

  高分七號能做什麼?

  “測繪是經濟社會發展和國防建設的一項基礎性工作。隨著我國經濟發展加快,城鄉結構劇變、農業用地變化、自然災害頻發,測繪地理信息係統建設、地理國情監測、住房和城鄉建設、國家統計應用等業務都對1:1萬比例尺測繪數據産品提出了迫切的需求。”曹海翊表示,高分七號的投入使用將實現我國民用大比例尺測繪衛星從整星研制到圖像應用領域的全方位突破,從而在國民經濟建設等眾多應用領域産生直接的經濟和社會效益。

  專家舉例説,大到“一帶一路”重點項目規劃、雄安新區的建設、冬奧會場館的選址,小到住宅小區、學校、公園的選址布局,都需要大量高精度測繪數據作為依據。以往是大量測繪人員跋山涉水、手提肩扛,甚至是冒著生命危險到實地執行任務,人力耗費大、持續時間久。而高分七號投入使用之後,可以短短幾分鐘就完成原來幾個月甚至幾年才能完成的任務。

  唐新明介紹,高分七號在高精度立體測繪、自然資源監測等領域具有獨特的應用優勢,是各級資源主管部門和政府獲取自然資源現狀數據和動態變化數據的重要支撐。“比如全國土地利用變更的調查監測與核查,利用衛星數據就能動態掌握全國年度土地利用現狀變化情況,及時更新國家級土地調查數據庫。再比如對礦産資源開發現狀、礦山開發佔地等的巡查工作,能夠強化事中監管、動態掌握礦産資源開發情況,可以及時發現問題,及時制止礦山開發盜採濫採、越界開採以及環境破壞等違法行為,甚至對極地探測都有很大幫助,能夠為我國開展極地科學考察與應對全球氣候變化提供相應的數據支撐。”

  那麼,高分七號在普通百姓的日常生活中有應用嗎?

  專家表示,目前,導航地圖的應用已經深入民眾生活。快遞、外賣、叫車,現代人的生活方式離不開手機APP中的導航功能。導航功能不僅僅依靠北鬥、GPS之類的導航衛星,還需要測繪衛星的支持。曹海翊告訴記者,高分七號將大幅提升我國地圖的精度,以後大家出行就可以使用高分七號獲取的地圖和北鬥的導航信號,讓航天技術真正服務于人民生活。

  “高分家族”各顯神通,構建穩定運行的遙感係統

  高分七號衛星可以説是“高分家族”的“老幺”,隨著它的成功發射,我國的高分專項工程7型衛星“七戰七捷”,初步構建起了穩定運行的高分衛星遙感係統。

  專家介紹,“高分家族”裏的衛星“各有千秋”。其中,高分一號和高分二號都是光學成像遙感衛星,只是高分二號的全色和多光譜分辨率都提高了一倍;高分三號是家族中唯一一個微波遙感衛星;高分四號為地球同步軌道上的光學衛星;高分五號不僅裝有高光譜相機,而且擁有多部大氣環境和成分探測設備;高分六號與高分一號擁有相似的載荷性能。

  國防科工局重大專項工程中心主任、高分專項工程總設計師童旭東告訴記者,高分專項實施9年來,我國低軌遙感衛星分辨率由最高2.1米提高到0.65米,靜止軌道遙感衛星分辨率由千米級提高到50米,低軌遙感衛星設計壽命由3年大幅提高到5—8年,重點突破了一係列技術瓶頸,推動我國遙感衛星技術跨上新的臺階,極大提高了我國天基對地觀測水平。

  目前,由高低不同軌道、從可見光到微波不同譜段觀測手段的高分專項衛星,初步構成了我國自主高分辨率對地觀測係統,形成了全天候、全天時、時空協調的對地觀測能力。“隨著高分專項天基係統的建設進程,接近80%的國內進口衛星遙感數據已被高分專項數據替代,遠超高分專項實施方案規定的60%的目標。”童旭東説,高分專項實施前,僅有國土、林業、測繪等8個行業、北京等少數幾個區域開展遙感衛星應用,現在高分專項數據已在20個行業、31個區域得到廣泛應用,成為國家治理體係和治理能力現代化的重要信息技術支撐。

  此外,高分專項還成為國家航天局在衛星遙感領域進行雙邊、多邊合作的重要抓手。以高分七號為例,不僅滿足了我國對高分辨率衛星影像的需求,還能滿足亞太地區、非洲、南美等國家對高分辨率衛星影像的需求。今年11月6日,我國首次面向國際社會免費開放高分一號、高分六號兩顆衛星的16米全球數據,是繼美國陸地衛星、歐洲哨兵衛星數據全球開放共享之後,又一項遙感領域重大事件,使國際社會享受到了飛速發展的中國航天成果。(記者 馮 華 葉傳增)

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【糾錯】 責任編輯: 劉陽
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