“高分五号”卫星可见短波红外高光谱相机的研制
高分五号卫星介绍

应用领域
大气污染 气体监测
高分五号的应用领域
(1)陆表环境综合观测:
利用全谱段光谱成像仪长波红外谱段实现对陆 表温度、火点监测,全天时监测环境突 发事件;结合 可见短波红外 高 光 谱 相 机 在 可 见-短 波 红 外 谱 段 内 的高光谱数据, 实现对陆表生态、植被破环、农作物长势等方面的高精度监测,如下图:
高分五号
小组成员: 陈忠涛、董伟旭、董家欢、 冯秋萍、符前莎、甘佳林、高文哲
01 卫星概述和研发历史
卫星概述和研发历史
高分五号卫星是世界首颗实现对大气 和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也 是中国高分专项(高分辨率对地观测系统) 中一颗重要的科研卫星。
2018年5月9日2时28分,高分五号卫星在太原卫 星发射中心成功发射,它可满足环境综合监测等方面的 迫切需求,是中国实现高光谱分辨率对地观测能力的重 要标志。
张新:卫星综合测试副主任设计师。 曹琼:大气环境监测卫星副总指挥。
孙允珠带领团队开展高分五号卫星 的预先研究,不断跟踪国际高光谱先 进技术,并根据国内技术基础制定了 国内光谱分辨率最高、光学探测手段 最多、定量化要求高的卫星总体方案, 实现了国际首颗大气和陆地高光谱综 合观测。
刚履新大气环境监测卫星副总指挥 不久的曹琼,此前是高分五号总体主 任设计师。曹琼主要负责高分五号卫 星的总体设计和技术把关,对卫星的 技术状态正确性和文实相符性负责, 确保型号任务的保质按时完成。
全球大气 O3 柱总量遥感监测示意图
03 研发团队、总设计师介绍
高分五号研发团队
卫星研制队伍是从2011 年3月正式成立的,有经验 的都是从风云气象卫星队伍 转过来担任了新岗位,没经 验的还都是新员工。七年来, 他们研制卫星的路程就像是 一次赶考。
基于“高分五号”卫星红外影像的舰船尾迹特征分析

航天返回与遥感第41卷第5期102SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING2020年10月基于“高分五号”卫星红外影像的舰船尾迹特征分析李岩吴雨薇何红艳(北京空间机电研究所,北京 100094)摘要舰船驶过海面后会形成一条长度可达数千米且持续很长时间的尾迹区,利用尾迹可以实现舰船目标地理位置、运动参数的估计,热红外遥感基于该尾迹图像可实现全天时的舰船监测。
目前,舰船尾迹的红外特征研究大都是基于仿真模型进行的,并基于仿真图像建立了尾迹的探测模型,缺乏真实的在轨红外遥感数据验证。
文章基于“高分五号”(GF-5)卫星全谱段光谱成像仪红外图像,分析研究目前主要的两种尾迹(V型波和湍流)在短波红外、中波红外和长波红外的特性,为后续的基于红外遥感图像的舰船尾迹检测提供支持。
关键词舰船尾迹特征全谱段光谱成像仪红外遥感“高分五号”卫星中图分类号: X87文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2020)05-0102-08DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2020.05.012The Ship Wake Characterization Study Based on GF-5Infrared ImagesLI Yan WU Yuwei HE Hongyan(Beijing Institute of Space Mechanics & Electricity, Beijing 100094, China)Abstract When the ship sails on the sea, a wake of several kilometers length and long continuous time will appear behind the ship. The geographic position and motion parameter of the ships can be gotten based on the ship wake characterization. The whole day ship detection could be realized based on the thermal infrared shape wave images. The common research method of the thermal infrared ship wave characterization was ship wave modeling. The detection model was build based on the ship wave model. The infrared( short-wave infrared, medium-wave infrared and the long-wave infrared) characterization of the common two kinds of ship wake was analyzed and summarized in this paper. The characterization can provide support for ship wake detection.Keywords ship wake characterization; visual and infrared multispectral imager; infrared; GF-5 satellite 0 引言舰船在海面上航行时,会在船后形成一条明显可辨的尾流区,且能够持续很长时间,长度可达数千收稿日期:2019-10-30引用格式:李岩, 吴雨薇, 何红艳. 基于“高分五号”卫星红外影像的舰船尾迹特征分析[J]. 航天返回与遥感, 2020, 41(5): 102-109.LI Yan, WU Yuwei, HE Hongyan. The Ship Wake Characterization Study Based on GF-5 Infrared Images[J].Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2020, 41(5): 102-109. (in Chinese)第5期李岩: 基于“高分五号”卫星红外影像的舰船尾迹特征分析 103米,被称之为尾迹。
“高分五号”卫星大气主要温室气体监测仪(特邀)

第48卷第3期Vol.48No.3红外与激光工程Infrared and Laser Engineering2019年3月Mar.2019“高分五号”卫星大气主要温室气体监测仪(特邀)熊伟12(1.中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽合肥230031:2.中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验,安徽合肥230031)摘要:“高分五号”卫星于2018年5月9日成功发射,是我国第一颗高光谱观测卫星,大气主要温室气体监测仪是其中一台有效载荷,采用空间外差光谱技术进行高光谱分光,是国际上首台基于该体制的星载温室气体遥感设备。
阐述了载荷的基本工作原理,包括分光原理、工作模式及通道设置等内容。
载荷的光学系统主要由五部分组成,核心单元为一体化胶合干涉仪,为避免光谱混叠对窄带滤光片的指标参数要求较高。
为提高在轨数据定量化水平,载荷设计了基于漫反射板系统的定标装置,可满足光谱及辐射定标要求。
最后,梳理了载荷数据处理的基本流程,并对首批观测数据进行了光谱复原,成功获取了1级数据产品,为下一步温室气体反演应用奠定了基础。
关键词:高分五号;温室气体;高光谱;空间外差光谱技术;傅里叶变换中图分类号:0434.3文献标志码:A DOI:10.3788/IRLA201948.0303002Greenhouse gases Monitoring Instrument(GMI)on GF-5satellite(invited)Xiong Wei1,2(1.Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics,Chinese Academy of Sciences,Hefei230031,China;2.Key Laboratory of Optical Calibration and Characterization of Chinese Academy of Sciences,Hefei230031,China)Abstract:GF-5satellite was successfully launched on May9,2018.It is the first hyperspectral observation satellite in China.The Greenhouse gas Monitoring Instrument is one of the pay l oads.It is the first satellite-borne greenhouse gas remote sensing equipment in the world to use spatial heterodyne spectroscopy technology for hyperspectral spectroscopy.The basic working principle of the payload was described,including the principle of light splitting,working mode and band setting.The optical system of the payload consisted of five parts.The core unit was a bonded interferometer.In order to avoid spectral aliasing,the parameters of narrowband filters were required to be high.In order to improve the on-orbit data quantification level,a calibration device based on diffuse reflector system was designed,which can meet the requirements of spectral and radiation calibration.Finally,the basic process of payload data processing was sorted out,and the first batch of observed data was restored by spectrum.The first-level data products are successfully obtained,which lays a foundation for the next application of greenhouse gas inversion.Key words:GF-5satellite;greenhouse gases;hyperspectral;spatial heterodyne spectroscopy technology;Fourier transform收稿日期:2019-02-10;修订日期:2019-02-20基金项目:国家高分重大科技专项;民用航天预研项目(D040102)作者简介:熊伟(1975-),男,研究员,博士,主要从事超光谱遥感探测技术方面的研究。
高分五号卫星高光谱遥感分类方法研究综述

高分五号卫星高光谱遥感分类方法研究综述作者:杜润凤王霄鹏张佳华尚晓笛熊瑄严传奇来源:《青岛大学学报(工程技术版)》2023年第04期摘要:针对高分五号卫星在我国卫星遥感应用与科研领域中的重要性,本文分析了高分五号卫星的载荷和数据特点,并对高光谱遥感分类方法的一般过程、特点及面临的问题进行初步探讨;同时,对国内外以高分五号卫星高光谱图像为主的高分系列卫星图像在遥感分类领域的研究现状和最新进展进行梳理与汇总,而且重点对机器学习和深度学习分类算法进行研究与分析,进而对高分五号高光谱遥感分类研究领域的未来发展趋势进行展望。
研究结果表明,传统的单一分类模型很难满足业务应用对分类精度的要求,而机器学习和深度学习相结合的方法分类精度更高,在未来将会拥有更为广泛的应用前景。
该研究为寻求更高精度的国产卫星高光谱遥感分类方法提供了建议,指明了未来的研究热点问题和发展方向。
关键词:遥感分类;高分五号卫星;高光谱图像;机器学习;深度学习中图分类号:P237文献标识码:A收稿日期:2023-06-06;修回日期:2023-07-27基金项目:国家自然科学基金资助项目(42276203);山东省自然科学基金资助项目(2020QF067,2018GNC110025);山东省泰山学者经费(TSXZ201712)作者简介:杜润凤(2001-),女,硕士研究生,主要研究方向为深度学习和遥感图像处理。
通信作者:王霄鹏(1981-),男,副教授,博士,主要研究方向为海洋遥感、大数据分析、人工智能。
Email:***********.cn目前,卫星遥感广泛应用于农业、环境、地矿、海洋、军事等多个领域[1-3],卫星遥感图像分类的研究目标是通过识别卫星遥感图像数据中对应的地物特征,识别目标地物信息[4]。
高分五号卫星是“高分专项”中一颗重要的科研卫星,自投入运行以来,为我国遥感科研领域提供了大量优质的高光谱遥感数据,也支撑了众多的研究成果。
全谱段光谱成像仪系统设计及实现

全谱段光谱成像仪系统设计及实现赵艳华;戴立群;白绍竣;刘剑锋;彭宏刚;王浩【摘要】The Visual and Infrared Multispectral Imager (VIMI), as an important earth observation payload onboard the GF-5 satellite, has the characteristics of broader bands,higher spatial resolution and higher radiometric calibration precision. The imager has an eight-year design life and operates in a push-boom imaging fashion to acquire earth data from 0.45μm to12.5μm over 60km swath. The nadir spatial resolution is 20m and the absolute radiometric calibration precision is less than 5% for reflected solar bands(B1-B6). For thermal emissive bands(B7-B12), the nadir spatial resolution is 40m and the absolute radiometric calibration precision is less *************************************************,andthe advanced technical indexes, China's multi-spectral optical remote sensor has been greatly improved in the spectral number, spatial resolution, radiation resolution, and radiation calibration accuracy. In this paper, the comparison of indexes at home and abroad, the technical characteristics and the advanced design of VIMI are introduced. Finally, the application direction is discussed.%全谱段光谱成像仪是"高分五号"卫星上的一个重要的对地观测有效载荷,具有谱段多、空间分辨率高、辐射定标精度高的特点.载荷设计寿命8年,以60km幅宽、推扫成像方式,获取地球表面0.45~12.5μm 谱段范围的辐射数据.可见近红外短波谱段(B1-B6)星下点空间分辨率 20m,绝对辐射定标精度5%;中长波红外谱段(B7-B12)星下点空间分辨率 40m,绝对辐射定标精度 1K(300K 时).该载荷集成度高、技术指标先进,使中国多光谱光学遥感器在谱段数量、空间分辨率、辐射分辨率和辐射定标精度上都有了大幅提升.文章对载荷的方案、技术特点和先进性等进行了介绍,并对后续的应用方向进行了展望.【期刊名称】《航天返回与遥感》【年(卷),期】2018(039)003【总页数】13页(P38-50)【关键词】多光谱;全谱段光谱成像仪;遥感;"高分五号"卫星【作者】赵艳华;戴立群;白绍竣;刘剑锋;彭宏刚;王浩【作者单位】北京空间机电研究所,北京 100094;北京空间机电研究所,北京100094;北京空间机电研究所,北京 100094;北京空间机电研究所,北京 100094;北京空间机电研究所,北京 100094;北京空间机电研究所,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】V443+.5“高分五号”卫星是我国高分专项工程之一,是实现“形成高空间分辨率、高时间分辨率、高光谱分辨率和高精度观测的时空协调、全天候、全天时的对地观测系统”目标的重要组成部分,同时它也是国家高分辨率对地观测能力的重要标志之一。
“高分五号”可见短波红外高光谱相机使我国高光谱遥感技术再上新台阶

“高分五号”可见短波红外高光谱相机使我国高光谱遥感技术
再上新台阶
佚名
【期刊名称】《红外》
【年(卷),期】2018(039)005
【摘要】据中国科学院上海技术物理研究所网站报道,2018年5月9日,北京时间2时28分,我国在山西太原卫星发射中心成功发射“高分五号”高光谱卫星.中国科学院上海技术物理研究所承担研制卫星红外地平仪(已在入轨初期成功捕获地球)和可见短波红外高光谱相机.
【总页数】1页(P封4)
【正文语种】中文
【相关文献】
1."高分五号"卫星可见短波红外高光谱相机的研制 [J], 刘银年
2.资源一号02D卫星可见短波红外高光谱相机研制 [J], 刘银年;孙德新;韩波;朱海健;刘书锋;原娟
3.基于S矩阵编码的短波红外高光谱成像验证及噪声分析 [J], 唐国良;李春来;刘世界;徐睿;徐艳;袁立银;王建宇
4.高分五号甚高光谱相机研制顺利 [J], 杭文
5.可见短波红外高光谱相机有效载荷观测能力及应用前景 [J], 刘银年;孙德新;胡晓宁;刘思含;甘甫平;葛曙乐
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
高光谱观测卫星及应用前景

高光谱观测卫星及应用前景孙允珠;蒋光伟;李云端;杨勇;代海山;何军;王琦;叶擎昊;曹琼【摘要】介绍了我国高分辨率对地观测系统重大专项中第一颗实现高光谱分辨率观测的高光谱观测卫星(GF-5)卫星及其应用前景.该卫星设计运行于高度705 km 的太阳同步轨道,装载可见短波红外高光谱相机、全谱段光谱成像仪、大气主要温室气体监测仪、大气痕量气体差分吸收光谱仪、大气气溶胶多角度偏振探测仪、大气环境红外甚高光谱分辨率探测仪共6台有效载荷.卫星的光谱分辨率高且谱段全,具备高光谱与多光谱对地成像、大气掩星与天底观测、大气多角度偏振探测、海洋耀斑观测等多种观测模式,获取从紫外至长波红外(0.24~13.3 μm)高光谱分辨率遥感数据;数据辐射分辨率高,载荷的光谱分辨率最高0.03 cm-1,具备在轨定标功能,绝对辐射定标精度优于5%,光谱定标精度最高0.008 cm-1;长波红外空间分辨率高;高码速率数传;高可靠长寿命设计.卫星入轨后将在环境综合监测、国土资源调查和气候变化研究等方面发挥重要作用.其典型应用有陆表环境综合观测、陆袁局地高温及城市热岛效应监测、矿物填图、大气成分全球遥感监测和大气污染气体监测等.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2017(034)003【总页数】13页(P1-13)【关键词】遥感卫星;高光谱观测卫星(GF-5);高光谱载荷;大气探测;对地成像;偏振探测;掩星观测;高光谱应用【作者】孙允珠;蒋光伟;李云端;杨勇;代海山;何军;王琦;叶擎昊;曹琼【作者单位】上海航天技术研究院,上海201109;上海航天技术研究院,上海201109;上海卫星工程研究所,上海201109;上海卫星工程研究所,上海201109;上海卫星工程研究所,上海201109;上海卫星工程研究所,上海201109;国家国防科技工业局重大专项工程中心,北京100048;上海卫星工程研究所,上海201109;上海卫星工程研究所,上海201109【正文语种】中文【中图分类】O433.1;P27;P414高光谱遥感融合了成像与光谱技术,可实现空间信息、光谱信息和辐射信息的综合观测,提升了遥感观测的信息维度,极大地推动了遥感技术发展,目前其应用领域已涵盖了地球科学的很多方面,在地质制图、植被调查、海洋遥感、农业遥感、大气研究、环境监测等领域发挥了重要作用[1]。
高分五号卫星为“美丽中国”建设添“慧眼”

高分五号卫星为“美丽中国”建设添“慧眼”作者:暂无来源:《上海信息化》 2018年第10期文/岳付升2018年5月9日2时28分,我国在山西太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分五号卫星。
这是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,也是我国光谱分辨率最高的卫星。
“箭指苍穹逐梦浩瀚宇宙,星耀华夏建设美丽中国”,高分五号卫星的成功发射,是我国具有高光谱分辨率对地观测能力的重要标志,能够满足环境综合监测等方面的迫切需求,对掌握高光谱遥感信息资源自主权、助力“美丽中国”建设具有重要意义。
高分五号的研制历程是伴随着我国对于生态环境的顶层设计与谋划逐渐清晰起来的。
党的十八大首次提出要建设“美丽中国”,国家环境保护部(现为“生态环境部”)作为主用户的第一颗卫星就是高分五号卫星。
2012年12月31日,该卫星由中国航天科技集团公司第八研究院获批立项。
立项之初,研制团队对标国际同期在轨运行的大气高光谱探测仪器和规划中的新一代星载高光谱成像仪的技术指标,决定要搭载6台全新研制的有效载荷,包括2台先进的高光谱/多光谱陆地观测载荷和4台先进的大气类观测载荷,光谱分辨率国内最高。
高分五号卫星将大气和陆地观测两类卫星的功能集合在一颗星上,论证和设计体现出前瞻性和预见性,也正是这6台先进的有效载荷让高分五号卫星练就了环境监测和国土资源勘探的“火眼金睛”,为“美丽中国”建设增添了一双“慧眼”。
光谱分辨率高:拍照即可识“身份”地球上不同物质都有自己独特的光谱特征,光谱就像人的“指纹”,是用以识别和分析不同物体的一种重要的“身份证”。
如果说肉眼只能看到物质的形状、尺寸等信息,光谱探测则可以分析物质的具体成分。
比如说通过高光谱遥感技术,不仅能探测一个地方有没有矿产,还可以分析是何种矿。
一般多光谱卫星有几个到几十个探测通道,高分五号卫星6台载荷不仅实现了从紫外至长波红外全谱段的高光谱观测,而且其中可见短波红外高光谱相机一个载荷就有330个探测通道,可以获取04 - 25微米谱段的图像和连续光谱信息,其强大探测能力自不待言。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
收稿 日期 :2018-03.28 基金项 目:国家 重大科技专 项工程
26
航 天 返
遥 感
201 8‘卜第 39巷
0 引 言
高光 谱 成 像技 术 可 同 时获 取 目标 的几 何 、辐 射 和 光谱 信息 ,是 对地 遥 感 t_j目标 探 洲 的 承嘤 段 , 土 资源 探 洲 、环 境 灾 害监 测 、农 林 渔 牧 、海 洋 监 测 以 及 FI标 探测 、伪 装识 圳 等领 域 发挥 越 来越 醇大 的 作川 ¨。 随 荇 高 光 i普遥感 应 用 的 深 入 ,对 高 光谱 遥 感 的光谱 范 围 、光谱 分辨 率 、f 宽 卒问 分 辨牢 、
划 等遥 感 应 用 。高光谱 相 机 是 中国 首个 采 用 凸 面光栅 分光 的卫 星 载荷 。与 Hyperion上 的仪 器相 比 ,高光
谱 相机 信 噪 比 更 高 (3-4倍 ),地 面覆 盖 更 宽 (约 8倍 ),谱段 数 更 多 (多 100多个 )。此 外 ,高 光谱 相机
的 综合 性 能指 标 与 未来 5一lO年 国 际上要 发 射 的 高 光谱 相机 相 当。
摘 要 可 见短 波 红 外 高光谱 相 机 是 “高分 五 号 ”卫 星上 的 主 载荷 之 一 ,由 中 国科 学 院上 海技 术 物 理研 究所 研制 ,以 60km 幅 宽 、30m 的地 面分辨 率和 5~10nm 的 光谱 分辨 率 ,同时 获取 地 物在 400~2 500nm
范 围 内共 330个连 续谱 段 的 空 间信 息和 光谱 信 息 。相 机 在 可 见近 红 外 谱段 (0.4~1.0um )的光 谱 分辨 率 约
Abstract Visible-shortwave infrared advanced hyperspectral imager(AHSI)is the main payload of the
GF一5 satellite,and is developed by Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Science.AHSI is designed to be capable of resolving 330 spectral bands from 0.4 to 2.5 gm with 30m ground resolution and
关键 词 高光 谱 相机 大幅 宽 低 畸 变 高灵敏 度 “高分五 号” 卫 星
中 图分 类 号 :TN216
文献 标 志 码 :A
文章 编 号 :1009.8518(2018)03—0025.04
D0I:10.3969 ̄.issn.1009-8518.2018.03.003
Visible—shortw ave Infrared Hyperspectral Im ager of G F-5 Satellite
为 5nm,短 波红 外 谱段 (1.0-2.5pm )约 为 1Ohm。 高光谱 相 机 将 能 够解 决 遥 感应 用 ห้องสมุดไป่ตู้的许 多关键 科 学问
题 ,诸 如 生 态 、环 境监 测 、 国土 资 源和 地质 矿 产 调 查 ,以及 灾 害监 测 ,农 、林 、牧 业精 细作 业 ,城 市规
AHSI iS comparable to that of the hyperspectral imagers to be launched in the next 5-1 0 years. K ey words hyperspectral cam era;wide swath;low distortion;high sensitivity;GF-5 satellite
第 39卷 第 3期 2018年 6月
航 天 返 回与遥 感
SPACECRAFT RECOVERY & REM OTE SEN SIN G
25
“高分五号”卫星可见短波红外高光谱相机 的研制
刘银 年 (中 国科学 院上海技术 物理研究所 ,中国科学 院红外探 测与成像 技术重点 实验室 ,上 海 200083)
ecological and environmental m onitoring;investigation of geology and m ineral resources.1and & resources; disaster m onitoring;agriculture,forestry,animal husbandry f ine work and city planning.AHSI is China’S f irst spaceborne hyperspectral imager with a convex grating spectrum .Compared to the instru m ents on board
60km swath width.The spectral resolution iS about 5 am for VNIR(0.4~1.0 um)and 10 nm for SWIR (1.0-2.5 “m).AHS1 will be able to address many key science questions in remote sensing applications,such as
LIU Y innian
(Key Laboratory of Infrared System Detection and Imaging Technologies,Shanghai Institute of Technical Physics,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200083,China)