近日中國第一顆碳衛(wèi)星從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空，這是一顆可監(jiān)測全球二氧化碳的科學(xué)實驗衛(wèi)星。碳衛(wèi)星的成功發(fā)射一方面說明環(huán)境問題開始日益突出，研究全球碳循環(huán),、監(jiān)測溫室氣體才能找到破解之路,，另一方面也反映出中國在遙感技術(shù)上已經(jīng)取得了一些進(jìn)步,。

所謂的遙感衛(wèi)星是一種利用外側(cè)空間遙感平臺的衛(wèi)星,，當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行在同步軌道上時,，可對地表上指定的區(qū)域進(jìn)行遙感觀測。川陀太空研究人員謝頓認(rèn)為,，從分類上看,，遙感衛(wèi)星有氣象衛(wèi)星，這是一種收集氣象數(shù)據(jù)的遙感衛(wèi)星,；與之對應(yīng)的有海洋遙感衛(wèi)星,、陸地遙感衛(wèi)星，對地球表明陸地,、海洋進(jìn)行不間斷觀測,。由此也衍生出專門尋找地球資源的遙感衛(wèi)星，在軌道上探測地下可能存在的各種資源,，當(dāng)然不包括盜墓,。

以碳衛(wèi)星為例,，這是一種專門找碳的衛(wèi)星,，中國的碳衛(wèi)星也是全球第三顆，那么前兩顆分別是日本的GOSAT衛(wèi)星和美國OCO-2衛(wèi)星,。據(jù)《科學(xué)美國人》2014年12月的消息,，美國OCO-2衛(wèi)星發(fā)布了全球二氧化碳平均濃度地圖，從圖中可以一目了然哪些國家和地區(qū)的二氧化碳濃度最高,。結(jié)果顯示,，南美洲巴西、非洲南部,、東南亞,、中國東南部都是“重災(zāi)區(qū)”，二氧化碳濃度高于其他地區(qū),。

監(jiān)控全球二氧化碳有助于我們認(rèn)清現(xiàn)實,，找出全球每年近400億噸二氧化碳的來源和去向，因為我們要呼吸的是氧氣,，二氧化碳太多,，顯然不是個好事。

遙感衛(wèi)星的應(yīng)用

由此可以看出，在遙感衛(wèi)星的應(yīng)用領(lǐng)域中，對地監(jiān)視與觀測是遙感衛(wèi)星的主要任務(wù),。就像美國人發(fā)射OCO-2衛(wèi)星,，一方面是利用其研究全球變暖，另一方面是用這個平臺監(jiān)視世界各國的碳排放量,。美國人說中國碳排放太多,，需要減少，減少就意味著要犧牲一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展,，那么事實上是不是這樣,，總不能由美國自己說的算。中國發(fā)射碳衛(wèi)星之后也可以監(jiān)視美國的碳排放,，看看符不符合實際情況,。

在OCO-2衛(wèi)星之后，美國宇航局也準(zhǔn)備繼續(xù)推進(jìn)更強(qiáng)大的OCO-3碳監(jiān)視衛(wèi)星,，不僅能監(jiān)視二氧化碳,，還可以找出甲烷的全球分布。

這就非常有意思了,，我們知道人體腸道生物過程可產(chǎn)生甲烷,，但是不同地區(qū)的人種產(chǎn)酸產(chǎn)氣的能力是不一樣的。有研究指出,，非洲南部的人種放出的屁中含有更多的甲烷,，而北非那邊的人種則較少。說不定OCO-3衛(wèi)星升空之后,，可能會有一篇類似的論文出現(xiàn),。這就是遙感技術(shù)有趣的一面，可以站在一定高度看清一整片的背景情況,。因此遙感技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測,、災(zāi)害評估、監(jiān)視陸地資源,、農(nóng)作物生長,、水產(chǎn)養(yǎng)殖、軍用偵察等領(lǐng)域都有較為廣泛的應(yīng)用,。

國外遙感技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展情況

美國目前是遙感衛(wèi)星領(lǐng)域及其產(chǎn)品發(fā)展較為齊全的國家,，軍民共同的天基信息收集系統(tǒng)覆蓋幾乎所有的領(lǐng)域,，包括軍用偵察、彈道導(dǎo)彈預(yù)警等,。地面數(shù)據(jù)接收站也分布在世界各地,，通過數(shù)據(jù)中繼系統(tǒng)傳回美國本土,。美國政府也資助民間商業(yè)遙感衛(wèi)星的發(fā)展，并且支持私人公司發(fā)展自己的遙感衛(wèi)星,，比如數(shù)字地球公司DigitalGlobe,，這是全球頂尖的商業(yè)空間成像公司，總部位于科羅拉多州,。

從1993年開始發(fā)展商業(yè)高分辨率衛(wèi)片,，早期的EarlyBird-1衛(wèi)星具有3米全色分辨率，2009年發(fā)射的WorldView-2衛(wèi)星已經(jīng)具備0.5米的全色分辨率和1.8米的多光譜成像能力,，當(dāng)偵察衛(wèi)星使喚已經(jīng)沒有技術(shù)問題,，而且可以在1.1天內(nèi)兩次從同一個目標(biāo)上空飛過，比一些國家的專業(yè)偵察衛(wèi)星都要出色,。更何況這是商業(yè)衛(wèi)星,，只要付錢就可以買到你想看到的東西。

在非商業(yè)領(lǐng)域,，美國宇航局,、地質(zhì)調(diào)查局從1972年起共同推動了LANDSAT系列衛(wèi)星的研發(fā)，主要任務(wù)幾乎覆蓋所有除軍用偵察外的類別,，比如地下找礦,、水資源分布調(diào)查、海洋資源研究,、農(nóng)林畜牧業(yè)監(jiān)視和管理,、植物考察與自然災(zāi)害、環(huán)境污染調(diào)查等,，堪稱面面俱到,。2010年，美國宇航局就通過Terra衛(wèi)星搭載的多角度成像光譜儀等儀器對全球氣溶膠進(jìn)行遙感監(jiān)測,，公布了一張全球PM2.5的分布圖,，由此進(jìn)一步引發(fā)中國人對PM2.5的關(guān)注。因為那張圖中,，從北非到中國,，幾乎是一片紅，河北省已經(jīng)紅到發(fā)黑,，每立方米不止超過了80微克,，幾乎半個中國都不淡定了。

中國遙感技術(shù)已經(jīng)趕上來了

去年年底,，中國成功發(fā)射了高分四號衛(wèi)星，運(yùn)行在3.6萬公里的同步軌道上,，高分四號的運(yùn)行標(biāo)志著中國高軌遙感衛(wèi)星已經(jīng)取代了階段性的成就,，實現(xiàn)了全色/多光譜50米,、中波紅外400米同步軌道近實時觀測，其意義比高分一號和二號這樣的低軌遙感衛(wèi)星要高得多,。高分四號的里程碑也給中國遙感技術(shù)注入強(qiáng)心劑,，完全可以在短時間內(nèi)對中國及其周圍地區(qū)進(jìn)行快速出片，從戰(zhàn)略意義上看,，高分四號是個非常好的制高點(diǎn)，這也是中國遙感衛(wèi)星的最先進(jìn)水平,，更先進(jìn)的已經(jīng)在設(shè)計中,。

隨著商業(yè)空間公司的進(jìn)一步成熟，衛(wèi)星成像必然向更高空間分辨率發(fā)展,，可達(dá)到或超過0.1米級,。目前最新的谷歌地圖WorldView-4衛(wèi)星已經(jīng)在今年11月11日發(fā)回數(shù)據(jù)，可在600公里高度的軌道上實現(xiàn)0.31米的全色分辨率,，1.24米多光譜分辨率,，也是目前商業(yè)光學(xué)衛(wèi)星解析度最高的。與WorldView-3組成星座后,，每天可覆蓋68萬平方公里的陸地,。在遙感資源調(diào)查方面，此類衛(wèi)星依然以政府主導(dǎo)為主,，美國將繼續(xù)推動LANDSAT系列衛(wèi)星,，目前最新的LANDSAT-9正在研制中，堪稱地球自拍神器,。LANDSAT-9的技術(shù)應(yīng)該說是世界領(lǐng)先的,，目前正在使用的LANDSAT-8才運(yùn)行不到4年，每天繞地球14圈,，每半個月就可以將地球掃一遍,。

從LANDSAT-8的技術(shù)特點(diǎn)看,，未來遙感衛(wèi)星的功能將更加全面,，集成多波段，如可見光,、近紅外,、熱紅外以及短波紅外的數(shù)據(jù)。即便是WorldView-4衛(wèi)星也體現(xiàn)了多負(fù)載的設(shè)計思路,，高度集成的技術(shù)優(yōu)勢甚至可以去除霧霾的干擾,，比如AComp工具的使用可以真實還原地面上的情況。同時,，美國宇航局旗下的EOS計劃Terra衛(wèi)星已經(jīng)超期服役多年,，后續(xù)的替代星也會落實下去,，NASA作為全球頂尖的科研機(jī)構(gòu)，在大氣和海洋領(lǐng)域傾向于全球化研究,，未來數(shù)年問世的遙感衛(wèi)星將更加強(qiáng)大,。

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