国内外资源卫星发展概况

四川农业大学本科生课程报告国内外资源卫星发展概况学院名称：资源学院专业班级：土地资源管理201303学生姓名：钟厚帝学号：20133811指导教师：胡玉福时间：2015.3浅谈国内外资源卫星发展概况专业班级：土管201303作者姓名：钟厚帝指导教师：胡玉福完成时间:2015.3【摘要】遥感作为一种新兴的对地观测技术，凭借其出色的实时性与精确性，应用遍及地图测绘、气象观测、军事侦察、水资源调查、海洋资源调查、植被资源调查、地质调查、土地资源调查、城市遥感调查、考古调查、环境监测和规划管理等诸多领域。随着遥感技术的日趋成熟，应用门槛的逐渐降低，遥感在土地资源管理上越来越成为一种不可或缺的主流技术手段。而航天遥感尤其是以人造卫星为遥感平台的遥感技术在现代社会中的应用尤为重要，其中为探测地球资源服务的资源卫星在遥感中的重要地位也日趋提升。【关键词】遥感航天遥感资源卫星土地资源管理联系发展一、土地资源管理概述土地资源管理是指国家在一定的环境条件下，综合运用行政、经济、法律、技术方法，为提高土地利用生态、经济、社会效益，维护在社会中占统治地位的土地所有制，调整土地关系，监督土地利用，而进行的计划、组织、协调和控制等综合性活动。土地资源管理专业学生学习土地管理方面的基本理论和基本知识．受到土地规划、测量、计算机、地籍管理的基本训练，具有土地利用与管理的基本能力。培养具备现代管理学、经济学及资源学的基本理论，掌握土地管理方面的基础知识，具有测量、制图、计算机等基本技能，能在国土、城建、农业、房地产以及相关领域从事土地调查、土地利用规划、地籍管理及土地管理政策法规工作的高级专门人才。二、遥感技术概述遥感是通过传感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。遥感，从字面上来看，可以简单理解为遥远的感知，泛指一切无接触的远距离的探测；从现代技术层面来看，“遥感”是一种应用探测仪器。遥感是指一切无接触的远距离的探测技术。运用现代化的运载工具和传感器，从远距离获取目标物体的电磁波特性，通过该信息的传输、贮存、卫星、修正、识别目标物体，最终实现其功能（定时、定位、定性、定量）。其在地理数据获取、获取资源信息、应急灾害资料、自然灾害遥感、农业遥感监测等领域有广泛的应用。三、资源卫星概述资源卫星是专门用于探测和研究地球资源的卫星，它能“看透”地层，发现人们肉眼看不到的地下宝藏、历史古迹、地层结构，能普查农作物、森林、海洋、空气等资源，预报各种严重的自然灾害。资源卫星利用星上装载的多光谱遥感设备，获取地面物体辐射或反射的多种波段电磁波信息，然后把这些信息发送给地面站。由于每种物体在不同光谱频段下的反射不一样，地面站接收到卫星信号后，便根据所掌握的各类物质的波谱特性，对这些信息进行处理、判读，从而得到各类资源的特征、分布和状态等详细资料。其可分陆地资源卫星和海洋资源卫星，一般都采用太阳同步轨道。陆地资源卫星以陆地勘测为主，而海洋资源卫星主要是寻找海洋资源。资源卫星一般采用太阳同步轨道运行，这能使卫星的轨道面每天顺地球自转方向转动1度，与地球绕太阳公转每天约1度的距离基本相等。这样既可以使卫星对地球的任何地点都能观测，又能使卫星在每天的同一时刻飞临某个地区，实现定时勘测。四、国内外资源卫星发展概况世界上第一颗陆地资源卫星是美国1972年7月23日发射的，名为“陆地卫星1号”。它采用近圆形太阳同步轨道，距地球920公里高，每天绕地球14圈。卫星上的摄像设备不断地拍下地球表面的情况，每幅图象可覆盖地面近两万平方公里，是航空摄影的140倍。在陆地一号发射后的几年内，美国军方和民间广泛应用了陆地卫星一号发回的遥感信息并获得了巨大收益。陆地一号卫星的成功使得世界各国认识到利用资源卫星寻找、开发、利用和管理地球资源是一种非常有效的手段，于是纷纷开始研制自己的地球资源卫星。在美国之后，俄罗斯、法国、印度、日本和加拿大等国的资源卫星先后进入太空。世界上第一颗海洋资源卫星也是美国于1978年6月发射的，名为“海洋卫星1号”。它装备有各种遥测设备，可在各种天气里观察海水特征，测绘航线，寻找鱼群，测量海浪、海风等。（一）美国的资源卫星发展1、Landsat陆地卫星美国NASA的陆地卫星(Landsat)计划(1975年前称为地球资源技术卫星—ERTS)，从1972年7月23日以来，已发射8颗（第6颗发射失败）。目前Landsat1—4均相继失效，Landsat5仍在超期运行（从1984年3月1日发射至今）。Landsat7于1999年4月15日发射升空。Landsat8[1]于2013年2月11日发射升空，经过100天测试运行后开始获取影像。卫星参数LandSat1LandSat2LandSat3LandSat4LandSat5LandSat6LandSat7LndSat8发射时间1972.7.231975.1.221978.3.51982.7.161984.3.11993.10.51999.4.152013.2.11卫星高度920km920km920km705km705km发射失败705km705km半主轴7285.438km7285.989km7285.776km7083.465km7285.438km7285.438km倾角99.125度[5]99.125度99.125度98.22度98.22度[6]98.2度98.2度（轻微右倾）[4]经过赤道的时间8:50a.m.9:03a.m.6:31a.m.9:45a.m.9:30a.m.10:00a.m.10:00am15分[4]覆盖周期18天18天18天16天16天16天16天16天扫幅宽度185km185km185km185km185km185km185×170170km180km波段数444778811机载传感器MSSMSSMSSMSS、TMMSS、TMETM+ETM+OLI、TIRS运行情况1978退役1976年失灵，1980年修复，1982退役1983退役2001.6.15TM传感器失效，退役即将退役（仍在运行，数据时有损坏）（2011年11月18日USGS已宣布停止获取数据）发射失败2005年出现故障，退役（2003年5月故障）正常运行至今Landsat陆地卫星传感器参数MSS传感器Landsat-1～3Landsat-4～5波长范围/μm分辨率/米MSS-4MSS-10.5～0.678米MSS-5MSS-20.6～0.778米MSS-6MSS-30.7～0.878米MSS-7MSS-40.8～1.178米TM传感器波段波长范围(μm)分辨率/米10.45～0.5230米20.52～0.6030米30.63～0.6930米40.76～0.9030米51.55～1.7530米610.40～12.50120米72.08～2.3530米ETM+传感器波段波长范围(μm)地面分辨率/米10.450～0.51530米20.525～0.60530米30.630～0.69030米40.775～0.90030米51.550～1.75030米610.40～12.5060米72.090～2.35030米80.520～0.90015米OLI传感器OLI（陆地成像仪）LandSat8类型波长（微米）分辨率/米Band1蓝色波段0.433–0.45330Band2蓝绿波段0.450–0.51530Band3绿波段0.525–0.60030Band4红波段0.630–0.68030Band5近红外0.845–0.88530Band6中红外1.560–1.66030Band7中红外2.100–2.30030Band8微米全色0.500–0.68015Band9短波红外波段1.360–1.39030TIRS传感器TIRS（热红外传感器）LandSat8中心波长（微米）波长范围（微米）分辨率（米）Band1010.910.6-11.2100Band1112.011.5-12.5100Landsat陆地卫星系列提供了大量地球资源观测数据，为各种学科和领域的用户和研究人员提供他们所需要的遥感影像信息，对整个地球科学来说都具有重大的价值和意义。Landsat遥感影像数据可以用于自然资源保护，能源勘探、环境管理、自然灾害监测等多个研究领域，遥感影像数据特有的在时间分辨率、空间分辨率和光谱分辨率上的优势，使得我们能够开始在“生态系统基础”上来观察地球的组成，超越了当前所收集的大多数资源数据的边界。国际科学数据服务平台目前提供的基于Landsat遥感影像数据的增值服务分为两个部分：植被指数的计算和Landsat7ETMSLC-off影像的条带修复。植被指数是一种利用卫星探测数据的线性或非线性组合来反映植被的存在、数量、质量、状态及时空分布特点，反映植物生长状况的指数，用来诊断植被的一系列生物物理参量，如叶面积指数(LAI)、植被覆盖率、生物量、光合作用有效辐射吸收系数。Landsat-7ETM+机载扫描行校正器(SLC)故障导致2003年5月31日之后获取的图像出现了数据条带丢失，严重影响了LandsatETM遥感影像的使用。对于已经丢失的数据，没有可能找回实际数据，因此，只能利用缝隙填充的方式进行差值，尽量弥补缺失的数据部分，并且使相对完好的70-80%数据可用。2、IKONOS卫星IKONOS卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。IKONOS卫星的成功发射不仅实现了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快捷，更经济获得最新基础地理信息的途径，更是创立了崭新的商业化卫星影像的标准。IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。时至今日IKONOS已采集超过2.5亿平方公里涉及每个大洲的影像，许多影像被中央和地方政府广泛用于国家防御，军队制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS的重访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12地面站地传输数据。数据产品技术指标星下点分辨率0.82米产品分辨率全色：1米；多光谱：4米成像波段全色波段:0.45-0.90微米彩色波段1(蓝色):0.45-053微米波段2(绿色):0.52-0.61微米波段3(红色):0.64-0.72微米波段4(近红外):0.77-0.88微米3、快鸟卫星美国数字全球(DigitalGlobe)公司于2001年10月18日用德尔他－2火箭成功地发射了其快鸟－2(QuickBird－2)卫星。这是数字全球公司发射的高分辨率商业卫星系列中的第3颗，前2颗(EarlyBird和QuickBird－1)均告失败。QuickBird－2卫星的全色波段地面分辨率为0.61m，多光谱波段地面分辨率为2.44m。这样，目前世界上在轨的高分辨率商业卫星有两颗：IKONOS－2和QuickBird－2。此外，还有1颗是以色列EROS－1(2000年12月5日发射)，这是EROS系列卫星中的第1颗，为军民两用卫星。该星上只有全色CCD相机，地面分辨率1.8m，其技术性能与上述两颗不同，应用范围限于侦察和测绘。QuickBird－2的轨道比IKONOS－2要低。从应用角度讲，低轨道卫星的优点是：对于空间分辨率(IFOV)相同的遥感器，其地面分辨率要高；对于视场角(FOV)相同的遥感器，其刈幅也相应地要窄。两颗卫星姿控均采用3轴稳定方式，精度和稳定性很高。QuickBird－2的姿控精度0.029°(3轴)；稳定度0.00057°/s(3轴)。3QuickBird－2卫星遥感器的技术参数(1)QuickBird－2的几何特性：①全色波段分辨率为0.61m；多光谱波段分辨率为2.44m；②自主定位精度为23m，这是指不借助地面控制点的定位精度，它是由GPS高精度测轨、高姿控精度和稳定度来保证的；③具有异轨立体