“火眼金睛”辨地球——天宫二号宽波段成像仪数据应用

　　党的十九大报告指出，要加快建设创新型国家。其中，“天宫”作为创新型国家建设中取得的重大科技成果和其他大国重器一起被写入了十九大报告。自去年9月15日发射入轨以来，天宫二号先后与神舟十一号载人飞船、天舟一号货运飞船交会对接，验证了航天员中期驻留、推进剂补加、在轨维修等空间站关键技术，为后续空间站工程奠定了基础。目前，“天宫二号”空间实验室仍然在稳定运行，继续开展拓展试验和各项科学实验。
　　载人航天的历次巡天任务，都少不了在浩瀚的宇宙中从各个方位“感知”地球，为我们生活的地球拍照的项目。天宫二号里就有一台定制的高性能航天“数码相机”——宽波段成像仪。
　　这台成像仪具有可见近红外、短波红外和热红外三个谱段，在400公里的轨道下，空间分辨率分别是100米、200米和400米，成像宽度可以达到300公里。有了它，“天宫二号”就像是拥有了“火眼金睛”，能够从多个方位对地球拍照。

图1：宽波段成像仪示意图

　　自从2016年9月23日在轨运行以来，宽波段成像仪设备运行稳定，工作状态良好，获取了大量对地观测数据。
　　
　　图片展示：

图2：渤海湾附近的地区

　　上图展示了渤海湾附近的地区。灰白色的天津港位于渤海湾西部，经人工挖海建港、吹填造陆而成，深蓝色的狭长航道清晰可见。

图3：新疆维吾尔自治区最东端

　　上图展示的地区位于新疆维吾尔自治区最东端，是新疆通向中国内地的要道，自古就是丝绸之路的咽喉，有“西域襟喉，中华拱卫”和“新疆门户”之称。

图4：南美洲巴拉圭博克龙省的部分地区

　　上图展示了南美洲巴拉圭博克龙省的部分地区。该地区主要种植大豆、棉花、高粱和花生等作物，呈网格状排列的农田分布在地广人稀的草原上。
　　宽波段成像仪承担着两个重要任务：一个是观海，另一个是测地。它所拍摄获取的数据能够观测海洋的水色和水温，通过进一步研究分析可以获得海洋中的叶绿素、悬浊物含量、海洋海岸水色变化等信息。这些信息不仅可以准确监测到赤潮等现象，还能够估计出浮游生物量和初级生产力，指导渔民出海作业等。成像仪的可见近红外谱段可用于农林生态、国土资源、冰川荒漠等土地利用/土地覆盖分类信息提取、内陆大型水体综合监测，以及突发性灾害监测等众多领域；此外，成像仪的短波红外谱段还可用于土壤湿度、农作物长势监测、云监测等；热红外谱段可用于地表温度反演、火灾监测等多个领域。
　　例如，在省、市级别的国土资源土地覆盖类型分类方面，天宫二号宽波段成像仪能提供百米量级分辨率的重要数据支撑，有效提高研究区土地资源勘探效率，为当地合理组织土地利用与生产布局提供及时、可靠的依据。

图5：辽宁省锦州市天宫二号宽波段成像仪可见红外图像

　　宽波段成像仪开展的海岸带变化监测，对科学地进行围填海规划和实施也有一定的指导意义，具有广阔的应用前景。

图6：我国辽东湾部分沿海县市围填海分布变化监测

　　在生态环境状况评价方面，成像仪的数据能为决策部门科学地进行生态环境保护与修复提供支撑。

图7：昆明市天宫二号遥感影像图

　　后续，研究人员还将持续开展“一带一路”沿线地区和重要开发地区的生态环境变化监测，为其生态建设提供有效的信息支撑。

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