卫星技术范文精选

摘要：卫星遥感技术具有观测范围广、获取信息大、动态更新快、环境适应强等特点，可广泛应用于河湖监管。本文介绍了卫星遥感技术最新进展，分析了卫星遥感技术在河湖监管中的应用领域，并对未来发展趋势进行了展望。

关键词：卫星遥感；河湖监管；应用与展望

一、前言

江河湖泊具有重要的资源功能和生态功能，是洪水的通道、水资源的载体、生态环境的重要组成部分。当前我国河湖存在着水域面积萎缩、管理范围侵占、生态用水不足、水体污染严重等突出问题，人民群众对水资源、水生态、水环境的需求与水利行业监管能力不足成为了我国目前治水的主要矛盾。根据新时代水利改革发展的总基调要求，河湖监管工作已是“水利行业强监管”的重中之重[1]。但是，由于江河湖泊众多，并受限于监管手段有限等因素，河湖水资源管理、河湖资源保护、水污染防治、水环境治理、水生态修复、长效管护、监管执法等方面的工作相对滞后。相比传统监管手段存在不高效、不全面、不及时、不精确等问题，卫星遥感技术具有宏观、快速、动态、经济等优势，可实现对大范围的河湖状态全天候全天时的动态监测。近年来，卫星遥感技术快速发展，为开展河湖管理动态监控、加强河湖管理提供了有效途径。

二、卫星遥感技术的发展及水利应用现状

卫星遥感技术是以人造地球卫星作为遥感平台，对地球和低层大气进行光学和电子观测的技术，具有观测范围广、获取信息量大、动态更新快等特点，很早就引起各国重视。美国早在1961年就发射了第一颗气象卫星，其后1972年、1978年又先后发射了第一颗陆地卫星和第一颗海洋卫星，当前民用遥感卫星中空间分辨率最高的也是美国的世界观测卫星（WorldView），其影像空间分辨率达到0.31m。欧盟、俄罗斯、日本、加拿大等国家和组织相继发射了一系列遥感卫星，如欧洲航天局哨兵（Sentinel）系列卫星、俄罗斯资源（Resurs）系列卫星、日本的先进陆地观测卫星（ALOS）、加拿大的雷达卫星（Radarsat）等。我国遥感卫星的发展晚于欧美先进国家，1988年发射第一颗气象卫星风云一号（FY-1），1999年发射第一颗数字传输型资源卫星中巴地球资源卫星01星（CBERS-01），其后遥感卫星发展进入快车道，先后成功发射了气象、资源、海洋、环境减灾、测绘等系列遥感卫星[2]。特别是2010年以来，通过高分辨率对地观测系统重大专项，我国先后发射高分一号到高分七号7颗卫星，同时民用商业遥感卫星如高景一号、北京二号、吉林一号、珠海一号等也纷纷升空，具有高空间分辨率、高时间分辨率和高光谱分辨率的对地观测体系初步形成，可在2～3天内实现对全国任意地区有效观测，对地观测能力大大增强。丰富的国产遥感卫星资源极大地推动了遥感应用的深度和广度，也为水利遥感业务化应用创造了良好条件。尤其是高分辨率对地观测系统重大专项的实施，有力支撑了防汛抗旱、水资源管理、水土保持等业务，促进了自主卫星遥感数据在水利领域的大规模应用。在防洪方面，基于多源卫星遥感数据，开展了2013年黑龙江大洪水，2016年长江中下游洪涝灾害，2018年金沙江、雅鲁藏布江堰塞湖及2020年江西、安徽特大洪涝灾害等卫星遥感监测，实现了对灾情的快速、及时、动态的监测；在抗旱方面，开发了水利部旱情遥感监测系统，实现了全国旱情的定期遥感监测；在水资源方面，基于卫星遥感开展了示范区重要水源地水体范围监测、重要水源地蓄水量估算、水功能区水质参数监测以及灌溉面积监测等工作；在水土保持方面，遥感技术也成为土壤侵蚀监测评价、生产建设项目监管、水土保持效益评价三大业务的支撑技术。

一、地矿行业卫星应用需求

近年来，随着我国经济的发展，对各类矿产的需求也越来越大。为了满足急速发展的矿产能源需求，我国地矿行业工作范围也遍及世界各地。地质探矿工作与以前有很大不同，领域和空间都有了极大拓展。在地矿行业业务拓展中，也对卫星综合应用技术提出较多的应用需求，主要有以下几点。

（1）地质勘查找矿

最近几年随着卫星遥感技术在地质勘探的应用的不断深入，二者结合的越来越密切，遥感技术给地质勘探找矿带来了许多的便捷之处。遥感技术辅助地质找矿的主要方法就是矿化信息提取。遥感矿化信息是指各类遥感数据源中反映地质构造、含矿地质体和岩石蚀变（与金属矿化有关的）等地质现象的遥感信息。根据多光谱数据的波段特征和探测能力，可提取出与金属（或共伴生）矿化有关的铁化蚀变（铁染异常）、富羟基矿物的泥化蚀变（羟基异常）和碳酸盐蚀变等遥感信息异常。依据遥感信息异常，结合其它地质信息，可以快速圈定、筛（优）选找矿靶区，进而确定找矿方向和找矿目标。卫星遥感技术的运用能够为地质勘查找矿节省人力、物力、财力，提高工作效率，节约成本。室内、野外的多源信息融合，形成了优势互补，能够从更高层次指导地质找矿，有效提高找矿效率。

（2）偏远工作区域通信、导航

地质勘查工作点多线长、高度流动，作业地点大多分散，多在人烟稀少、交通不便、气象条件复杂、地理环境恶劣的艰险地区，通常没有基础通信网的建设，无法满足工作区域内的基本通信保障。由于卫星通信具有覆盖面大、频带宽、容量大、适用于多种业务、性能稳定可靠、不受地理条件限制以及成本与通信距离无关等优点，特别适用于保障偏远地区地质勘查工作的基础通信。利用通信卫星构建的卫星通信链路能够满足地勘工作中的紧急通信，进行语音、图像以及数据等的传送，可以满足管理人员或专家在任何可以上网的地方进行地质工作部署、专家汇诊、指导野外工作和生产调度指挥，能够有效的提高地勘工作的效率和主流程的信息化程度。

卫星电视广播系统的组成

一个完整的卫星电视广播系统主要有节目源、上行发射站、电视广播卫星、卫星地面接收站、卫星测控站等五个部分组成。

节目源:即提供节目的业者,可以是由卫星系统业者自行制作,或由专业的节目制作机构或频道业者提供,节目以视频信号或录像带、光盘等载体输送给上行发射站。

上行发射站:通过调频正调制方式,将接收的节目内容转换成可传输的电视信号及卫星附加信号,通过上行信道发往轨道上的电视卫星或通信卫星。

电视广播卫星(或通信卫星):具有接收天线和转发器,通过天线接收地面上行站发射的上行信号,进行必要的频率变换、功率放大等技术处理,经由转发器发送给各地面接收站。

卫星地面接收站:可以是设备复杂的集体接收站,或者是个人的小口径接收天线,接收由卫星发射的电视信号。如果是通信卫星发送的信号,则只能由技术先进的集体接收站接收,个人天线尚达不到接收要求。由于卫星电视接收站一般都只需单向接收,又可简称为单收站。

随着卫星数控、大数据、智能化设备在农业领域广泛应用，农发行应尽快打破农业科技领域业务发展壁垒，提升农业科技金融支撑力。农业的发展离不开农业科技的进步与创新。随着航空技术不断取得重大突破并迅速产业化，农业与大数据、人工智能等高新技术的结合应用越来越广泛。全面支持农业科技数字化领域是农发行践行创新发展，服务国家“藏粮于地”战略，落实乡村振兴战略的新战场。笔者结合卫星遥感技术在农业领域的运用，通过分析农发行支持农业科技领域业务中的发展壁垒，对农发行支持数字化农业科技创新发展提出几点建议。

一、卫星遥感技术与农业科技创新

1970年，中国第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功。随着一颗又一颗卫星的升空，20世纪80年代，我国就开始了农业农村领域的卫星遥感数据应用。经过近40年的发展，监测领域已经拓展到农作物估产、农业灾害、农业重点工程、农业种植结构调整、农村经济发展等领域，卫星遥感技术已成为农业农村领域重要的信息来源。

（一）高分观测卫星与农业大数据

卫星遥感技术架起了浩瀚宇宙与田垄庄稼的桥梁。我国航天技术与农业发展有着密不可分的联系，卫星遥感、气象大数据从高分卫星中获取大量应用数据，这些年正在更多地服务我国农业生产，利用卫星去“种地”成为越来越多现代农业企业的选择。2018年，我国第一颗农业卫星——高分六号卫星成功发射与在轨的高分一号卫星组网运行，大幅提高了农业对地监测能力，为乡村振兴战略实施提供了精准的数据支撑。通过能有效辨别作物类型的高空间分辨率遥感卫星，可以实现对玉米、大豆、棉花、马铃薯等同期生长的大宗作物和大蒜、生姜、枸杞等经济作物的田块级精细识别，为高精度、定量化的农业生产过程和农业资源环境要素监测提供可靠的数据及影像支撑。卫星遥感技术满足了农业监测时效性和准确性高、覆盖范围广的要求，在作物种植面积变化监测、农业资源本底调查中，实现了高分卫星数据全部替代国外同类数据，打破了农业遥感监测中高分辨率数据长期依赖国外卫星的局面。

（二）天地一体化遥感技术服务农业农村

摘要:对卫星影像正射影像图生产过程中的各个技术环节进行了论述,如区域网平差、正射纠正、影像融合、波段提取与组合、波段运算、匀光匀色、影像镶嵌等,并根据生产中的技术经验,对一些生产方法进行了分析,为正射影像生产提供一定的参考。

关键词:数字正射影像图(DOM);区域网平差;正射纠正;影像融合;卫星影像;波段运算;匀光匀色;影像镶嵌

0引言

近年来,测绘地理信息数据在自然资源管理中发挥着越来越重要的作用,为山水林田湖草的统一管理提供基础地理信息数据,为自然资源管理部门履行全民所有土地、矿产、森林、草地、湿地、水资源等自然资源资产所有者职责提供科学可靠的依据。而数字正射影像图因其直观逼真、信息丰富,广泛应用在地形图测绘、地理国情监测、国土调查、生态变化监测、电子地图等方面。随着卫星影像的时间分辨率、空间分辨率、光谱分辨率与辐射分辨率的不断提高,影像获取方便、快捷,能满足大部分项目的精度需求,使用越来越广泛。目前常用的卫星影像数据类型有BJ-2、GF-2、高景1、GeoEye-1、WorldView-3/4、KOMPSAT-3A、Pléiade-1A/1B、DEIMOS-2、JL-1、ZY-3、GF-1、YG系列等。利用卫星影像生产数字正射影像图,一般需经过区域网平差、正射纠正、影像融合、波段提取、匀光匀色、影像镶嵌裁切等步骤[1]。

1区域网平差

卫星影像区域网平差目前一般采用两种方式:一是采用基于已有基础地理信息成果开展区域网平差[2];二是采用基于像控点资料进行区域网平差[3]。相对来说第一种方法效率高,但要求测区有基础地理信息成果覆盖。