中国遥感卫星辐射校正场技术 翻开新乐章

发布时间：2013-02-19  来源：中国气象报社

    在空旷的敦煌戈壁滩上，多台仪器有序架设，一顶帐篷，数把椅子，队员们按照规范定时进行操作与记录……这是去年参加遥感卫星辐射校正试验的孙凌向记者回忆的画面，也是中国遥感卫星辐射校正场技术系统(以下简称辐射校正系统)的队员们进行卫星辐射校正场地观测的一个缩影。

　　1月18日，在2012年度国家科学技术奖励大会上，辐射校正系统荣获国家科技进步奖二等奖。

　　着眼需求 应运而生

　　随着我国现代航天遥感技术的发展，现代卫星遥感不再只是对遥感图像的目视解译，而是对遥感数据的定量应用。基于遥感仪器对地球辐射的观测，卫星定量反演地球物理参数，从而获得必要的遥感产品。

　　“星载遥感器在轨长期运行，性能变化不可避免。如果辐射观测出现偏差，将带来产品反演误差，甚至会导致遥感数据根本无法定量使用。”该系统负责人卢乃锰介绍说，“这需要不断校正星载遥感器的变化，建立辐射校正系统，满足我国多系列遥感卫星定量应用的共性需求。”

　　1996年，辐射校正系统由原国家计委和国防科工委联合启动建设，国家卫星气象中心、中科院合肥物质科学研究院、中国资源卫星应用中心等单位共同完成，于2002年通过国家验收。辐射校正系统的建成，标志着我国遥感卫星实现了从定性应用到定量应用的跨越。

　　卢乃锰说：“由于遥感定量应用对辐射校正精度的要求与实验室相当，在自然条件下建立卫星观测尺度的高精度辐射基准，穿越数百甚至数万公里的星地(卫星-地面基准)空间，将其几乎没有损失地传递到星载遥感器内，难度巨大!”

　　本项目首先建立了辐射校正基准场指标体系，以此为指导，通过卫星遥感普查、航空遥感勘查和地面测量相结合的方式，完整准确地掌握了场地的基本特性参数，优选出敦煌西戈壁、青海湖水体两个光学辐射校正场。

　　目前，该系统已创建了完整的遥感卫星辐射校正场指标体系，共有场区地质地理特征、表面物理特征、覆盖变化特征、天气气候特征、辐射变化特征、实验支撑条件等6大类共45项技术指标要求，建成了国际最优的遥感卫星辐射校正场，形成了场地测量国家军用标准及规范。

　　本领凸显 效益巨大

　　那么，中国遥感卫星辐射校正场技术系统究竟是如何施展“本领”的呢?

　　有着多年野外试验工作经验的戎志国说:“我们利用辐射特性均匀稳定的地面目标，并将其作为‘基准’。在卫星过境时，通过遥感器对‘基准’的观测，校准遥感器偏差(辐射校正)，成为确保在轨卫星观测精度的首要方法。”

　　“我们在敦煌场主要是进行可见光辐射校正，在青海湖主要是进行红外校正。辐射校正星地同步观测，需要晴天、小观测角度等条件。一般在极轨卫星过境前后一小时对其进行加密测量，地表反射特性为场区跑点观测，其他的则为定点观测。”孙凌说。

　　截至目前，中国遥感卫星辐射校正场技术系统已经为气象、海洋、资源、环境减灾和军事系列共21颗国产遥感卫星实施了辐射校正，仅用于台风监测的风云卫星图像就超过6万幅。

　　中国资源卫星应用中心应用开发部部长付俏燕表示：“资源卫星有很多颗，我们以该系统指标作为标准，每年进行辐射校正，效果不错。资源卫星与气象卫星载荷不一样，卫星分辨率较高，因此我们的网块选择、技术方法、数据反演方法等都借鉴于该系统。”

　　目前，国际地球卫星观测委员会已将该系统列为国际上极少具备现场观测条件的辐射校正基准场;世界气象组织高度评价中国在国际辐射校正领域的主导作用;辐射校正过的图像通过CMACast在亚太17个国家和南美洲、非洲得到业务使用。

　　记者了解到，可见光辐射校正(系统定标)精度以及初级应用光辐射功率标准不确定度2项指标达到国际先进水平;敦煌光学辐射校正场均匀性、尺度指标以及基本特性参数的完整性为国际最优;红外、微波辐射校正业务填补了国际空白。