中國(guó)遙感衛星輻射校正場技術 翻開(kāi)新樂章

發(fā)布時(shí)間：2013-02-19  來源：中國(guó)氣象報社

    在空曠的敦煌戈壁灘上，多台儀器有序架設，一頂帳篷，數把椅子，隊員們按照規範定時(shí)進(jìn)行操作與記錄……這(zhè)是去年參加遙感衛星輻射校正試驗的孫淩向(xiàng)記者回憶的畫面(miàn)，也是中國(guó)遙感衛星輻射校正場技術系統(以下簡稱輻射校正系統)的隊員們進(jìn)行衛星輻射校正場地觀測的一個縮影。

　　1月18日，在2012年度國(guó)家科學(xué)技術獎勵大會(huì)上，輻射校正系統榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎二等獎。

　　著(zhe)眼需求 應運而生

　　随著(zhe)我國(guó)現代航天遙感技術的發(fā)展，現代衛星遙感不再隻是對(duì)遙感圖像的目視解譯，而是對(duì)遙感數據的定量應用。基于遙感儀器對(duì)地球輻射的觀測，衛星定量反演地球物理參數，從而獲得必要的遙感産品。

　　“星載遙感器在軌長(cháng)期運行，性能(néng)變化不可避免。如果輻射觀測出現偏差，將(jiāng)帶來産品反演誤差，甚至會(huì)導緻遙感數據根本無法定量使用。”該系統負責人盧乃錳介紹說，“這(zhè)需要不斷校正星載遙感器的變化，建立輻射校正系統，滿足我國(guó)多系列遙感衛星定量應用的共性需求。”

　　1996年，輻射校正系統由原國(guó)家計委和國(guó)防科工委聯合啓動建設，國(guó)家衛星氣象中心、中科院合肥物質科學(xué)研究院、中國(guó)資源衛星應用中心等單位共同完成(chéng)，于2002年通過(guò)國(guó)家驗收。輻射校正系統的建成(chéng)，标志著(zhe)我國(guó)遙感衛星實現了從定性應用到定量應用的跨越。

　　盧乃錳說：“由于遙感定量應用對(duì)輻射校正精度的要求與實驗室相當，在自然條件下建立衛星觀測尺度的高精度輻射基準，穿越數百甚至數萬公裡(lǐ)的星地(衛星-地面(miàn)基準)空間，將(jiāng)其幾乎沒(méi)有損失地傳遞到星載遙感器内，難度巨大!”

　　本項目首先建立了輻射校正基準場指标體系，以此爲指導，通過(guò)衛星遙感普查、航空遙感勘查和地面(miàn)測量相結合的方式，完整準确地掌握了場地的基本特性參數，優選出敦煌西戈壁、青海湖水體兩(liǎng)個光學(xué)輻射校正場。

　　目前，該系統已創建了完整的遙感衛星輻射校正場指标體系，共有場區地質地理特征、表面(miàn)物理特征、覆蓋變化特征、天氣氣候特征、輻射變化特征、實驗支撐條件等6大類共45項技術指标要求，建成(chéng)了國(guó)際最優的遙感衛星輻射校正場，形成(chéng)了場地測量國(guó)家軍用标準及規範。

　　本領凸顯 效益巨大

　　那麼(me)，中國(guó)遙感衛星輻射校正場技術系統究竟是如何施展“本領”的呢?

　　有著(zhe)多年野外試驗工作經(jīng)驗的戎志國(guó)說:“我們利用輻射特性均勻穩定的地面(miàn)目标，并將(jiāng)其作爲‘基準’。在衛星過(guò)境時(shí)，通過(guò)遙感器對(duì)‘基準’的觀測，校準遙感器偏差(輻射校正)，成(chéng)爲确保在軌衛星觀測精度的首要方法。”

　　“我們在敦煌場主要是進(jìn)行可見光輻射校正，在青海湖主要是進(jìn)行紅外校正。輻射校正星地同步觀測，需要晴天、小觀測角度等條件。一般在極軌衛星過(guò)境前後(hòu)一小時(shí)對(duì)其進(jìn)行加密測量，地表反射特性爲場區跑點觀測，其他的則爲定點觀測。”孫淩說。

　　截至目前，中國(guó)遙感衛星輻射校正場技術系統已經(jīng)爲氣象、海洋、資源、環境減災和軍事(shì)系列共21顆國(guó)産遙感衛星實施了輻射校正，僅用于台風監測的風雲衛星圖像就(jiù)超過(guò)6萬幅。

　　中國(guó)資源衛星應用中心應用開(kāi)發(fā)部部長(cháng)付俏燕表示：“資源衛星有很多顆，我們以該系統指标作爲标準，每年進(jìn)行輻射校正，效果不錯。資源衛星與氣象衛星載荷不一樣(yàng)，衛星分辨率較高，因此我們的網塊選擇、技術方法、數據反演方法等都(dōu)借鑒于該系統。”

　　目前，國(guó)際地球衛星觀測委員會(huì)已將(jiāng)該系統列爲國(guó)際上極少具備現場觀測條件的輻射校正基準場;世界氣象組織高度評價中國(guó)在國(guó)際輻射校正領域的主導作用;輻射校正過(guò)的圖像通過(guò)CMACast在亞太17個國(guó)家和南美洲、非洲得到業務使用。

　　記者了解到，可見光輻射校正(系統定标)精度以及初級應用光輻射功率标準不确定度2項指标達到國(guó)際先進(jìn)水平;敦煌光學(xué)輻射校正場均勻性、尺度指标以及基本特性參數的完整性爲國(guó)際最優;紅外、微波輻射校正業務填補了國(guó)際空白。