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500公里“最高机位”瞰武汉,“珠海一号”卫星助力武汉市地表环境监测

发布日期:2020-03-13浏览次数:

自新型冠状病毒肺炎(COVID-19)“袭击”湖北省武汉市,幸运飞艇下注网站企业一直密切关注这场疫情,并火速调整自主运营的“珠海一号”遥感微纳卫星星座对湖北省武汉市地区进行密集拍摄,实时更新武汉市火神山医院、雷神山医院等区域的遥感影像,并监测武汉市水域环境的叶绿素、悬浮物与可溶性有机物浓度的变化和土地利用与覆盖变化,为两院建设周期中环境因素评估与预警提供参考。

为何利用珠海一号进行地表环境监测

地表环境监测关系到国家社会人民的福祉,关系到能否更好践行绿水青山行动。传统方式的地面调研,费时费力且监测区域较小,遥感监测提供了广域、实时与高效的途径。

“珠海一号”遥感微纳卫星星座中高光谱载荷以全球8颗组网,空间分辨率为10m,连续32个可见光-近红外窄谱段,对特定区域的重访周期可达1天,为地表环境监测带来无限可能性。

遥感影像是遥感地表环境监测的基础,辐射质量、空间分辨率与光谱分辨率越优秀,越能获得更好的监测结果。“珠海一号”卫星星座高光谱影像展示见图1、图2、图3。


图1 武汉市火神山医院、雷神山医院高光谱影像


图2 武汉市2020年2月上旬
高光谱影像专题图(真彩色)

图3 武汉市2020年2月上旬
高光谱影像专题图(假彩色)

利用珠海一号进行植被覆盖分析

根据植被的光谱特性,将卫星可见光和近红外谱段进行组合,形成各种植被指数。植被指数是对地表植被状况的简单、有效和经验的度量,广泛地应用在全球与区域土地覆盖、植被分类和环境变化、第一性生产力分析、作物和牧草估产、干旱监测等方面;并已经作为全球气候模式的一部分被集成到交互式生物圈模式和生产效率模式中;且被广泛地用于诸如饥荒早期警告系统等方面的陆地应用。

“珠海一号”卫星星座中高光谱载荷以其特有的32个连续可见光-近红外窄谱段,见表1。在可认知的范围内,最少可计算获得16种国内外研究学者认可的植被指数,包括增强型植被指数、归一化植被指数与红边指数等。见图4。


表1 “珠海一号”卫星星座高光谱载荷谱段设置

图4 武汉市2020年2月上旬归一化植被指数专题图

利用珠海一号进行土地利用/覆盖分类监测

土地利用数据是反映土地利用系统及土地利用要素的状态、特征、动态变化、分布特点,以及人类对土地的开发利用、治理改造、管理保护和土地利用规划等数据资料。

当前世界发展面临诸如城市化、农业扩张、资源过度开采等一系列挑战。通过更高分辨率的土地利用数据,能够更好地进行环境监测。

利用“珠海一号”卫星星座进行土地利用与变化覆盖的监测,可以高速度、高质量、大范围地获取信息,节约了大量的人事和物力。

“珠海一号”卫星星座监测了武汉2月上旬的土地利用与变化覆盖,见图5所示。结合历史遥感数据的土地利用与变化监测,则更能理解城市扩张的影响。

图5 武汉市2020年2月上旬土地覆盖分类专题图

对2020年2月上旬武汉市土地利用类型一级类的面积进行统计,结果如表2所示,2020年耕地、林地、草地、水域、建设用地占比分别为:52.03%,10.25%,1.20%,19.29%和17.23%。

表2 2020年2月上旬不同地类与其占比

利用珠海一号进行水环境监测

水质遥感监测方法是通过分析水体高光谱特征和水质参数浓度之间的关系,构建遥感反演模型,结合遥感技术进行大范围水体水质监测。

“珠海一号”卫星星座能够获取内陆水体中各种物质的光谱特征,因而可以反演具有明显光谱特征的水体要素。
主要包括影像内陆水体光学特性的三种典型水质参数:叶绿素a、悬浮物、黄色物质,以及具有明显光谱特征的其他浮游植物色素,如藻蓝素。

除了这些具有明确光谱特征的水体要素,高光谱遥感还可以进一步反演与这些水体要素密切相关的要素,如透明度、浊度、藻类生物量和溶解有机碳等。

因此我们利用“珠海一号”高光谱卫星影像完成武汉市2020年2月上旬水环境中的叶绿素a浓度、浊度、有色可溶物有机物浓度的监测,见图6-图8。


图6 武汉市2020年2月上旬水质监测
叶绿素a浓度专题图


图7 武汉市2020年2月上旬水质监测浊度专题图


图8 武汉市2020年2月上旬水质监测有色可溶物
有机物浓度专题图

目前武汉的抗疫之战已取得巨大的成效,截止3月11日,武汉全部方舱医院完成既定任务已休舱。希望武汉能早日打赢这场疫情阻击战,吹响抗击疫情的胜利号角!幸运飞艇下注网站企业还将继续发挥自身资源,密切关注疫情动态,为抗疫护航!

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