高分辨率遥感卫星及其应用现状与发展

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1、| 维普资讯 h ttp:/测绘技术裝备 手刊 第客卷2006年第4期学术研究3高分辨率遥感卫星及其应用现状与发展汪凌卜毅博| 维普资讯 h ttp:/测绘技术裝备 手刊 第客卷2006年第4期学术研究3| 维普资讯 h ttp:/测绘技术裝备 手刊 第客卷2006年第4期学术研究3西安测绘研究所 西安710054)摘 要：商业卫矍在近十年内帶到了飞逮的发麗.无论在囲民经济建试*减灾酢交与地图测绘，以我军事测 绘与情械收癢寻亦面都具有十令广阀的庖周材密.鉴于莽巨大的蛭齐与軍*效盛，世界上许务囱家或地区都 十分重视蒿分辨丰咸馀卫足的硏究开发，克争日箍激勲.朱丸对国外高分卿卑咸像卫星的岌展背景当前

2、岌 展水平与现肽进行了甘轿研究，对算军事应周与民用现状进行丁令椅，蠹石时高分斛率威像卫星风其应用的 未来圮展做了展望.关键词高分轉眸 成像卫星 現就应用发展1前言自1999年美国太帘成像公司发射世界首颗商业 高分辨率遇感卫星IK0N0S以来，一疲披着神秘面纱 的髙分辨率卫星影像日益为普通百姓所熟悉，而且 正在成为人们生活的一部分高分辨率卫星影像 人们认识地球、我们的家园以及生活的环境提供了 一个新的窗口.目前，几乎任何人或国家都可以购 买世界任何地区的商业高分辨率卫星弹像.只要点 击鼠标，就能在网上浏览所在城市的高分辨率卫星 影像.高分辨率遥感卫星所带來的巨大军事与经济效 益，引起全球民用与军

3、事应用领域的高度重规，出 现了各国竞相研究开发高分辨率遥感卫星及其应用 技术的热潮在短短的7年内有了飞速的发嵐，出 现了技术不断扩散的发展趋势.目前，祁轨运行的 各种高分辨率遇感卫星有十多颗，未来五年内计划 发射的卫星也有数十颗，一岐中小国家或地区.如 韩国、中国台湾、以色列等，已拥有或计划发射高 分辨率遥感卫星，可见在这一技术领域的竞争将变 得日益激烈*髙分辨率遥感卫星的不断发展仪技术的扩散既 为我们提供了新的机遇、同吋也提出了严峻的挑战。 新的机遇長可利用的高分辨率卫星影像资源得到了 极大的丰富，面临的挑战是大量公开、不加限制地 出售髙分辨率卫星影像，对如何有效地保护国家安 全利益提出了新

4、的课题。高分辨率遥感卫星技术的日益成熟与影像数据 资源的Hit丰富极大地促进了其应用领域的扩展， 在军事与民用领域具有十分广阔的应用潜力。2览展背景约十年前,高分辨率遥感卫星及其影橡分析与 应用技术都属丁涉及園家安全的高度机密，军事部 门拥有绝对的管理与使用权.尤其在美苏对抗的眇 战时代.高分辨率遥感卫星更是彼此相互进存军事 侦察与军事打击目标定位和地形图绘制的主要手 段，当时美苏两国几乎垄断了这技术.冷战结束后”美国在对全球安全形势与未来国 家安全进行评估的基础上，开始研究调整高分辨率 遥感卫星有关政策匕1994年，美国克林顿总统发布 行政命令，解除了对島分辨率遥感技术的控制，允 许商业部门

5、进入这领域，并将扶持菓国高分辨率 商业卫星工业的发展作为一项重要国策.1999年1 米分辨率的IK0H0S【】星的发射标志着两业高分辨率 卫星时代的到来.2001年9. 11事件后，美国相继发动了阿富汗与 供拉克战争，在这两场局部战争中，美军购买了数 亿美元的高分辨率商业卫星燃像*鉴于高分辨率商业遥感卫星在现代高技术战争 中的重要作用.2003年，美国发布了新的美国商用 遥感政策，明确地将商业高分辨率遥感卫星影像纳 入到国家影像体系之中，美国政府明文规定各部局 要充分利用商业高分辨率卫星影像。美国这新政 策的主要目的是扶持美国商业高分辨率卫星产业， 促进这一技术与应用的进一步的发展”以民养军，

6、 以获得最大的经济与军事效益。同时*美国的政策 也客观上促进了全球高分辨率遥感卫星的发展.3高分辨率卫星发展现状3. 1莫国由于美国政府的大力扶持与有效的财政支持* 美国商业高分辨率卫星产业在短短7年内取得了巨 大的发展，目前衣轨运行的Ini分辨率以上的卫星有 3 颗、分别是 TKONOSORBVTEW-3 (Im)和QUICKBIRD (0.61m),空间成像公司的I KONOS卫星丁 1999年9月24 日发射，其牢间分辨率小Tlnio I KONOS卫星地面轨 迹运行速度约为每秒每分钟可拍摄超过 2000KID1的地面范围。除在全色模式下町获取0.82m 空间分辨率的数据外，还町获取3,

7、 28m空间分辨率| 维普资讯 h ttp:/测绘技术裝备 手刊 第客卷2006年第4期学术研究3| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊 第爼卷2006年第4期学术研究54学术研究测绘技术装备 季刊 第8卷2006年第4期| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊 第爼卷2006年第4期学术研究5| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊 第爼卷2006年第4期学术研究5多光谱数据（共4个波段）.为全球首颗提供hn以下 分辨率商业光学卫星 TKONOS卫毘运行周期约9B分 钟，毎日绕行地球釣15圈，采用本体旋转同步取样 方式进行锲斜摄序卩摄大倾角阿达如度，平均每3 至4天可拍摄

8、同-地点一次，具有立炼测图能力.数字全球公司的QUICKBIRD卫星干2001年10 月13日发射升空，分辨率为0.6lm （黑白人2.1m（彩色九QuickBird卫星属于太阳同步卫星，电行 高度为450Km,像幅大小约14- 6Kma茸成像方成为 本体旋转同步取样方式.传感器为推新式鏡性CCD 数组,具有两度倾斜侧视能力，平均4至6天即町 拍摄同一地点影像.具有立体测图能力。轨道彫像公司的0RBVIEV-3卫星于2003年6月 发射，轨道高度为470如，采用衣阳同步轨遭。其全 色分辨率为hb多光ifi为伽，重访周期为3天，貝 有立体测图能力.| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊

9、第爼卷2006年第4期学术研究5| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊 第爼卷2006年第4期学术研究5QulckBlrdIWTOSOXBVIEI32001/10/181999/9/242003/6/26450ktntiBlkm470ktn即度+丸阳同步轨道丸度+丸阳同步轨道91太阳同步轨道晝衲期IT天3天16二 kwLL3kmSkffi空何”隼全邑：0, 61a 多光需：2.44 m全色;0.82cm多光 iS：3.2m全色；lm心电0金也；150 - 900 run 蓝：450 520 ma 嫌：520 - 600 hid 虹：630 - 690 nw 近虹外：760 - 900

10、nn全色;450 - 900 Tun 蓝：450 - 520 nm 绿:510 - 600 nm 红：W0 -700 nm 近红外:760 - &50nm全色:450-90Gnni蓝:450 - 520 nm蝉：520 - 6W nm红:625 - 695 nm邀虹外：7&0 - 900 u3.2其他国家因此，在美国第亠颗商业高分辨率卫星IKONOS发射高分辨率遥感卫星不仅能为国民经济建设提供成功以示，在全球很快就出现了研究开发高分辨率 可靠的保障，更为重要的是具有巨大的军事价值.遥感卫星的热潮*表2目前与耳来的主要遥感卫星分辨率】Om以下卫国家发射时IW1M分譯率事光常分鱗率 光学爲鼻卫星O

11、rbVieu 507A)l/070411.64WorldView黄国O7/O1AX50,52QuickBirda10/18/010,62.5l|ERQSB以色列审04/25/060.715ERQSC以色列O3/O1/D80725Pkhdts4法国07/01/080.718Pliadc-2法国(n/oi/09072.8IKONOS 2美国09/24/991.04Orb View 3美国06/26/03L04KOMPSAT-1韩国12/20/04L04Reiu re DK-#1俄国O3AJI/O51.03RS Cmlosat 2印度12/10/06L0EROS Al以色列105/00t8RocSa

12、tl台湾地区 104/20/042.08卫星Ei 发射时間全色分辨率赛光帯分辨卓THOES泰国问 0/072.0SPOT-5住国05/04/022.510TopSat SSTL)黄国(BAJ1/O5255CartMat 1印.度05/05/052,5Raia配孤广马来西亚06/154)52.55ALOS日本 01/2W62.510CBERS-3中国偲西05/01/0&5,020CBERS-4中国/巴西06/01/105.0201ELS1C印度12/28/956.023IRS ID印度09/29/976.023IR5 ResoarceSaM印度110/17/036.06, 23* 36IRS R

13、esminceSat-2印度01/15/066.06, 23.56RupidEye 供 E)德国06/01/076,5KOMPSAT-1韩国12/20/996.6SPOT-201/22/9010.020SPOT-4法国03/2479810.020TERRA (ASTER)Japan/US12/15/991,30,90| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊 第爼卷2006年第4期学术研究5| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊 第爼卷2006年第4期学术研究5以色列出于监视周边阿拉怕国家军事动向的需 要.在美国的帮助下，V 2000年发射了 ER05-A1卫 星，分辨率为1+帥，

14、这是美国以外的第一颗商业窩 分辨率遥感卫星2006年4月.以色列发射了第二 颗高分辨率両业遥感卫星一ER0S-乩 分辨率达到了 0.7m*其靈耍任务之一就是监视伊朗的核活动。印度是对奇分辨率遥憊卫星最感兴越的国家之 一，目浙已建立了具有中、高不同分辨率的遥感卫 星体系。继上世纪80与90年代虑功发射ISR IA/1B. 1C/ID (分辨率分别为甌叭5.8m)后，印度f 2005 年5月成功发射了 CARTOSATl测图卫星-1)高分 辨率测绘卫星，该卫星搭載有两个分辨率为2. 5m的 前一厉视全色SD相机，商于相机可提供立体像对, 卫星带有精确的姿态和轨道控制系统(AOCS)f利用 立体航带

15、空三测毘模块牡理数据与地面控制点数据 库数据.能测制！ ： 1万比例尺地图*英国萨瑞大学的萨瑞卫星技术公司在研究开发 低成本小卫星方面处丁世界领先地位，英国的 TOPSAT测绘卫星)就是由该公司研制的，分辨率 为 2. 5m-法国的SPOT卫星系列是世界匕最早，也是以商 业模式运作最为成功的遥感卫星，但其SPOT卫星系 列的分辨率一宜不是太高进入21世纪后，面对日 益激烈的竟爭压力，为争夺高分辨率卫星影像市场, T 2002年5月发射了分辨率为2, 5m的SP0T-5卫星“台湾当局为侦察大陆的军事动向，打着商业应 用的枫子于2004年4月发射了华卫2号(ROCSAT) 卫星，该卫星山法国制造*

16、分辨率为亦，20药年该 卫星被更名为福卫2号(FORMOSAT),4应用现状目前*商业髙分辨率卫星影像的最大用户仍然 是军事与政倚部门，美军相关法规规定*美军事测 绘管理机构国家地理空间情报局(NGA)统一负 击全军商业卫星影像的购买、处理、开发与分发任 务。NGA购抿的商业高分辨率卫星影像主要用T情报 分析研究，以及平时基础测绘数据与战时面向任务 数据的生产.以弥补军事卫星影像资源的不肚。从冊00年至今.NGA已耗资数十亿美元买商 业高分辨率卫星影像仅在20Q3年9月与2004年9 月，NGA就分别与数字全球和轨道影像公司签署了 4 年价值达10亿美元的购买QUICKBIRD与ORBVIEW

17、高 分辨率卫星彫像的合同。美国政府在资金与政策I” 的大力支持极大地促进了美国閒分辨率遥感卫星产 业的发展.近儿年，由亍高分辨率卫星影像资沥的H益丰 富，影像的获取更加陛捷.使得高分辨率遥感卫星 影像在民用领域的应用有了飞速的发展，除传统的 测绘应用外，新的应用领域不断扩展，如在城市规 划、道路建设以授旅游等领域都有了新的发展(下转第41页)| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 季刊 第爼卷2006年第4期学术研究5| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期技术交流41| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期| 维普资讯 h ttp

18、:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期在5400转或者以上。5结束语逋过运用M且pB稠2建立小型地理侑息系统-中 国分省人口检索系统的实践，笔者认为，做好信息 骨理系统首先应做到对所要进行的二次开发进行需 求分析和可行性分析：其次要对所研究的对象有 全面地了解，例如：熟悉编程环境、熟悉基础软件 的使用：第三，研究数据结构，这一点对于地理信 息系统尤为重要，因为地理倍息系统星建立在结构 化的数据库基础上的，没有严谨的数据结构就没有 出色的软件取| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期】1马

19、明拣地理荷息系统原理反应用.北京；高等裁育出版社，2003,9UlNApInfoT.O手册、用户指爾美国：2001（3The Open&is Abstract Specification Topic2: Spatla I Rtference Systems （Vers ion4）, USA： 1999. 10 罗云启.叢字化地理値息系统旳plnFo应用大全.北京：清华大学出版社* 20015刘光.地理倍崽系蜒二岌开发教程-北京：清华大学出版社，2003科技部国家遥擁中心编蕃*地理荷息系统与管理决第北泉：科技出版社，20017NpBasJL0jMf册、用户指南、帮助*美国：20031刃朱思利，李

20、建辉等.地理馆息系统基础及应用教程北京：高等教育出版牡，2001左売云信息系统的开发与管理離程北京：清华大学出版社，200110Mff.GIS Mapinfo NipBtUc学习教程.北京：北京大学出版社，2000.5【11采光+基于Miplnfo的校面曾理错息系统北京：北京建筑工程学院学4L 2001.10| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期（上接第5页）目前，发展最快的是网上地图与卫星影像的搜寮服 务，美国的多家商业网

21、站都提供类似的服务，如 Google map、 Google earth、 Yahoo map 以 及 Microsoft Locallive等。只要你进入这些网站或下 载相关软件，输入相应的地名.就能快速溼游到与 地喀对应的地图与高分辨率卫星影像*而且通过无 级放大操作，在卫星影像上找到你停血院中的汽车 没有任何问题5未来发展可以肯定的杲，未来世界各国在高分辨率遥感 卫星领域的竞争将日趋激刮，将有更多的高分辨率 卫星发射入轨，可以利用的高分辨率卫星影像资源 也将更加丰富“未来3年内将发射升空的高分辨率 遥感卫星包旅；法国的PLEIADES-1C分辨率为0. 7m）. 美国的WORLDVIEW

22、分辨率为0+ 5m）和0RBVlEff-5 （分辨率为0.41m）、以色列的EROS-C （分辨率为0. 7o.印度的CART0SAT-2 （分辨率为Im）等。随着高分辨率卫星彩像瓷源的不断丰富与市场 的日战成熟.将扱大地促进其应用技术的不断发展。 有黄专家预测在未来几年内* S 1 ： 5 000至更小比 例尺地图的测绘方面.竞争力日益提崗的高分辨率 遥感卫星将取代传统的航空摄影测量，同时新的应 用领域将不断出现，高分辨率卫星影像将有望成为 我们生活的一部分。| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期| 维普资讯 h ttp:/测绘技术装备 爭刊 第8卷2006年第4期春考丈献【】.http: /ww.已.com/www. gyre, org?. http; /wwy.理卫砒閣”灵儿 orgMl.htlp: /ww* mil itary-suatial-tGEhfiotogy. com