世界航天遥感技术现状_发展趋势及油气遥感应用方向(1)

世界航天遥感技术现状、发展趋势

及油气遥感应用方向

郭祖军 张友炎 李永铁

(中国石油天然气集团公司石油勘探开发科学研究院,北京 100083)

摘 要:世界航天遥感技术发展迅速,掌握卫星发射技术和具备卫星发射能力的国家越来越多,其中,高分辨率小型商业卫星和雷达卫星已经成为重要的遥感信息源;高光谱分辨率遥感将是现今和下个世纪的发展方向。本文总结了世界航天遥感技术现状,分析了今后的发展趋势,提出了油气遥感应用的研究方向。

关键词:遥感技术 卫星 雷达 高分辨率 油气应用

中图分类号:T P 701;T E 19 文献标识码:A 文章编号:1001-070X(2000)02-0001-04

1 航天遥感技术现状及发展趋势

1.1 多国发射卫星的局面已经形成

随着资源环境探测的需要和遥感技术市场潜力的挖掘,很多发达国家和部分发展中国家都在争先恐后地开展卫星遥感实验、研制和发射等研究工作。由美国和前苏联独霸空间遥感领域的局面已经打破。表1列出了1995年以来部分国家的卫星发射计划,而国际对地观测卫

表1 近年来部分国家主要对地观察卫星计划

国 家计划名称轨道高度(km)重复周期(d)

地面分辨率

(m)传感器波 段发射日期中国/巴西C BERS 7782620~256P,M 111999印 度IRS-1C 81724 5.8~73P,M 51995日 本AS TER 7501615~90P,M 141999欧空局ERS27853526 R 11995法 国SPOT 48322610~20P,M 41998澳大利亚ARIES -1500710~30P,Hyper

1052000加拿大Radarsat-1793249~100R 11995加拿大Radarsat-2793243~100R 12001美 国Landsat-77051615~60P,M 81999美 国

IKONOS -2681<31~4P,M 41999美 国Orbview -3470<31~4P,M 42000美 国Orbview -4470<31~8P,M ,Hyper

2002001美 国Lightsar 800

24

25R 32002美 国

Probe-1

5~10

Hyper

128

未定

:P 全色;M 多光谱;R 雷达;Hyper 高光谱

收稿日期:2000-04-17。

第2期,总第44期国土资源遥感

No.2,20002000年6月15日

R EM OT E SENSIN G FOR LAN D &RESOU RCES Jun.,2000

星委员会(CEOS)成员的对地观测卫星发射计划已经排到了2014年。一个多层、立体、多角度、全方位和全天候的对地观测网正在形成。我国已于1999-10-14与巴西合作发射了自己的第一颗陆地资源卫星(CBERS -1),该星携带CCD 成像仪、红外多波段扫描仪和宽视场CCD 扫描仪等3种传感器,地面分辨率最高达20m 。其波段设置和地面分辨率等各项技术指标介于法国的SPOT 与美国的TM 之间或相似。资源卫星的发射,将为我国的遥感应用提供新的数据源。

1.2 高分辨率小型商业卫星发展迅速

所谓小卫星,是指质量小于500kg 的小型近地轨道卫星,其地面分辨率可达5m,甚至1m 。由于其研制和发射成本低廉,近年来发展非常迅速。表1中IKONOS-2是美国Space Imag ing 公司于1999年9月成功发射的第一颗高分辨率商业小卫星,并已开始出售数据;Or bv iew 3/4卫星是美国Orbital Sciences 公司研制和即将发射的小型卫星,其空间分辨率为1m (全色)和4~8m(多波段),其中,Orbview -4还为一个拥有200个波段高光谱传感器的卫星。高分辨率小型卫星具有较高的空间分辨率和高频率的、立体的观测能力,其数据将是近年来商业服务最为活跃的数据源,在大比例尺图件制作、GIS 制图和DEM 立体图形制作等方面,均能产生良好的应用效果。

1.3 雷达卫星遥感日益受到青睐

雷达遥感由于具有全天候、全天时和具有一定穿透功能的特性,在遥感发展初期就受到国际社会的关注。80年代以前,主要进行了一系列的航空雷达试验和航天飞机成像雷达试验;90年代以来,日本的JERS-1、欧空局的ERS-1、2和前苏联的ALMAZ 均成功地实现了雷达对地观测。1995年加拿大发射的雷达卫星则是迄今为止所有雷达卫星最为完善和最为先进的一颗,它的多模式对地覆盖和多分辨率等特性已经吸引了国内外众多的用户(表2)。

表2 RADARSAT 的多模式参数

波 束 模 式波束位置数

分辨率(m)成像幅宽(km)像幅面积(km 2)入射角(!)视数精细模式510(6∀9)37~5650∀5036~481标准模式730(25∀28)100100∀10020~504宽模式

330(25∀28)150150∀15020~404窄扫描SAR 模式250(50∀50)300300∀30020~402宽扫描SAR 模式

1100(100∀100)500500∀50020~502扩展波束大入射角模式625(25∀28)7575∀7550~504扩展波束小入射角模式

1

25(25∀28)

170

170∀170

10~20

4

1.4 高光谱分辨率传感器是未来空间遥感发展的核心内容

高光谱分辨率传感器是指既能对目标成像又可以测量目标物波谱特性的光学传感器,其特点是光谱分辨率高、波段连续性强。其传感器在0.4 m ~2.5 m 范围内可细分成几十个,甚至几百个波段,光谱分辨率将达到5nm~10nm 。但目前其发展仍停留在航空实验和应用阶段,预计下个世纪将会在轨道高度崭露头角,如澳大利亚的资源信息与环境卫星(ARIES-1)。美国一些公司或组织及空军、海军等部门也都在研制和发射自己的成像光谱卫星。美国Geosat Committee 目前正在对高光谱传感器Probe-1进行矿产、油气、环境及农业等4大领域的应用试验。人们希望通过高光谱遥感数据对矿物、岩石的类型,农作物、森林的种类,环境中

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2# 国 土 资 源 遥 感2000年