环境遥感 神奇的太空守望者(2)
传统的地形测量一直费时费力，而利用环境遥感技术进行的陆地立体测绘可以替代这些繁杂的劳动。在这方面，科研人员主要发展了两种卫星测绘技术。一种是以法国“地球观测系统5号”(SPOT-5)为代表的利用星载立体光学测绘相机，实现同轨立体测绘；另一种是美国2000年2月11日发射的“奋进”号航天飞机，上面搭载了“机载雷达地形测量”(SRTM)系统，共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取北纬60度至南纬60度之间总面积超过1.19亿平方千米的雷达影像数据，覆盖地球80%以上的陆地表面。机载雷达地形测量系统获取的雷达影像的数据量约为9.8万亿字节，经过两年多的数据处理，科研人员制成了数字地形高程模型，即现在的SRTM地形产品数据。这个基于航天飞机的测量任务在遥感史上堪称轰动性的。
牛顿肯定不是第一个感受重力的人，但他让我们从本质上理解了重力是什么。自此，人们一直想全面监测地球的重力。不过，受到人类在地面活动范围的限制，全球的重力场测量一直只是人们的一个梦想。随着环境遥感技术的日新月异，在太空通过卫星来测量地球重力场已成为现实。2002年，由美国航空航天局和德国航天局合作研制的“重力反演和气候实验卫星”(GRACE)发射升空。GRACE的两颗卫星在同一轨道平面上，彼此距离约220±50千米。当这对卫星在绕行地球时，地球上重力场较强的地区会先影响到前一颗卫星，把它拉得离后面的卫星远一点。然后当后面那颗卫星经过这一重力异常的地区时，又会被拉得离前一颗卫星近一些。这些距离变化的改变是我们肉眼所无法察觉的，但GRACE上的微波测距系统可以精确地测量出两颗卫星之间距离的细微变化。在卫星的中央有一个高精确度的加度测量器，它可以测得因非重力所引起的加速度变化，只有由重力所造成的加速度才会被考虑进来。卫星的全球定位系统(GPS)可以测得卫星所在的确切位置，误差在1厘米之内。GRACE每30天完整扫描全球一次，就能提供全球的重力场分布，而且比以往的重力测量精确百倍以上。让我们感觉更有趣的是，以GRACE为代表的重力测量卫星，本身就是卫星监测领域的一次巨大创新，因为它不是测量地表反射的电磁波能量，而是根据自身的运行状况进行测量，甚至GRACE两颗卫星之间的距离变化也被作为重力场测量的重要参数。
, 百拇医药
未来观测什么
在谈及遥感卫星之时，一定不能忘记一位超期服役其设计寿命10倍之久的元老级卫星“陆地资源卫星5号”(Landsat-5)。2013年1月6日，这位为我们连续工作了近30年之久的卫星终于沉默了，无法再像往日一样向人们传递地球照片。其实，Landsat-5在工作生涯中也曾发生过故障，甚至有些时候还会出现暂时失效的情况，但它都挺过来了。虽然陆地资源卫星5号退役是迟早的事儿，但当真正失去它的时候，许多人还是感觉像突然失去一位老朋友般地感伤。因此，英国《自然》周刊中甚至有人撰文这样评价：全世界科学家们在哀悼它的消逝之时，也感谢它坚忍不拔的顽强工作能力，这颗卫星已经破纪录地工作了28年，拍摄了无数的地球图像，其继任者却纷纷陨落。这里所说的继任者包括“陆地资源卫星6号”(Landsat-6)和“陆地资源卫星7号”(Landsat-7)。“陆地资源卫星6号”没有发射成功，“陆地资源卫星7号”虽然也熬过了13个年头；但是从2005年开始，就处于半盲状态，维持其继续工作的燃料也非常有限，已经处于摇摇欲坠的边缘。毋庸置疑，“陆地资源卫星5号”为全球的科学研究积累了连续观测历时最长也或许是最有影响力的数据资源。为了让连续观测能持续下去，另一个后继者 “陆地资源卫星8号”(Landsat-8)于2013年2月11日从美国加州万登伯格空军基地成功发射升空。与之前这个家族的卫星相比，“陆地资源卫星8号”的光线、热量感应器精准度更高，同时其“视野”也更广，有助于科学家们进行大气气溶胶、高空卷云、水质、耗水量等方面的研究。
, 百拇医药
可见，环境卫星的观测越来越丰富，那么下一代将要观测什么？不同的国家可能有各自不同的重点观测方向。例如，欧洲航天局发展的对地观测战略，其重要基础就是“地球探索者”任务和“对地观测”任务的双使命战略。欧洲目前有3颗地球探索者卫星在轨运行，主要用于监测地球重力场细微变化的“重力场和海洋环流探测卫星”(GOCE，2009年3月17日成功发射)，它能够揭示冰块和洋流的变化；监测土壤湿度和海洋盐度变化的“土壤湿度及海洋盐度卫星”(SMOS，2009年11月2日成功发射)；以及监测海冰厚度变化和巨大冰原、冰川质量变化的“克里赛特2号”(CryoSat-2，2010年4月8日成功发射)。另外3次发射任务会在未来3年内推出，分别监测地球磁场、全球风剖面特性以及云、气溶胶和辐射。
再下一步，第7次发射任务应该做什么呢？由于欧洲正面临财政危机，何时发射似乎变成了一个艰难的决策。
2012年6月，欧洲确定了3个候选者：Biomass(测量森林生物量，评估陆地碳储量及通量)、CoReH2O(填补积雪、冰川和地表水的信息)和PREMIER(推进人们对对流层上层和平流层下层的痕量气体、辐射和化学等相关过程的理解)。今年3月，在奥地利格拉茨市会议上，欧洲确定最终的发射任务为Biomass。可以测期的是，环境遥感卫星将为人类未来的发展和监测带来越来越多、越来越有趣、越来越挑战人类智力的新技术，它将时时刻刻守望着我们的地球。, 百拇医药(赵斌)
牛顿肯定不是第一个感受重力的人，但他让我们从本质上理解了重力是什么。自此，人们一直想全面监测地球的重力。不过，受到人类在地面活动范围的限制，全球的重力场测量一直只是人们的一个梦想。随着环境遥感技术的日新月异，在太空通过卫星来测量地球重力场已成为现实。2002年，由美国航空航天局和德国航天局合作研制的“重力反演和气候实验卫星”(GRACE)发射升空。GRACE的两颗卫星在同一轨道平面上，彼此距离约220±50千米。当这对卫星在绕行地球时，地球上重力场较强的地区会先影响到前一颗卫星，把它拉得离后面的卫星远一点。然后当后面那颗卫星经过这一重力异常的地区时，又会被拉得离前一颗卫星近一些。这些距离变化的改变是我们肉眼所无法察觉的，但GRACE上的微波测距系统可以精确地测量出两颗卫星之间距离的细微变化。在卫星的中央有一个高精确度的加度测量器，它可以测得因非重力所引起的加速度变化，只有由重力所造成的加速度才会被考虑进来。卫星的全球定位系统(GPS)可以测得卫星所在的确切位置，误差在1厘米之内。GRACE每30天完整扫描全球一次，就能提供全球的重力场分布，而且比以往的重力测量精确百倍以上。让我们感觉更有趣的是，以GRACE为代表的重力测量卫星，本身就是卫星监测领域的一次巨大创新，因为它不是测量地表反射的电磁波能量，而是根据自身的运行状况进行测量，甚至GRACE两颗卫星之间的距离变化也被作为重力场测量的重要参数。
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未来观测什么
在谈及遥感卫星之时，一定不能忘记一位超期服役其设计寿命10倍之久的元老级卫星“陆地资源卫星5号”(Landsat-5)。2013年1月6日，这位为我们连续工作了近30年之久的卫星终于沉默了，无法再像往日一样向人们传递地球照片。其实，Landsat-5在工作生涯中也曾发生过故障，甚至有些时候还会出现暂时失效的情况，但它都挺过来了。虽然陆地资源卫星5号退役是迟早的事儿，但当真正失去它的时候，许多人还是感觉像突然失去一位老朋友般地感伤。因此，英国《自然》周刊中甚至有人撰文这样评价：全世界科学家们在哀悼它的消逝之时，也感谢它坚忍不拔的顽强工作能力，这颗卫星已经破纪录地工作了28年，拍摄了无数的地球图像，其继任者却纷纷陨落。这里所说的继任者包括“陆地资源卫星6号”(Landsat-6)和“陆地资源卫星7号”(Landsat-7)。“陆地资源卫星6号”没有发射成功，“陆地资源卫星7号”虽然也熬过了13个年头；但是从2005年开始，就处于半盲状态，维持其继续工作的燃料也非常有限，已经处于摇摇欲坠的边缘。毋庸置疑，“陆地资源卫星5号”为全球的科学研究积累了连续观测历时最长也或许是最有影响力的数据资源。为了让连续观测能持续下去，另一个后继者 “陆地资源卫星8号”(Landsat-8)于2013年2月11日从美国加州万登伯格空军基地成功发射升空。与之前这个家族的卫星相比，“陆地资源卫星8号”的光线、热量感应器精准度更高，同时其“视野”也更广，有助于科学家们进行大气气溶胶、高空卷云、水质、耗水量等方面的研究。
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可见，环境卫星的观测越来越丰富，那么下一代将要观测什么？不同的国家可能有各自不同的重点观测方向。例如，欧洲航天局发展的对地观测战略，其重要基础就是“地球探索者”任务和“对地观测”任务的双使命战略。欧洲目前有3颗地球探索者卫星在轨运行，主要用于监测地球重力场细微变化的“重力场和海洋环流探测卫星”(GOCE，2009年3月17日成功发射)，它能够揭示冰块和洋流的变化；监测土壤湿度和海洋盐度变化的“土壤湿度及海洋盐度卫星”(SMOS，2009年11月2日成功发射)；以及监测海冰厚度变化和巨大冰原、冰川质量变化的“克里赛特2号”(CryoSat-2，2010年4月8日成功发射)。另外3次发射任务会在未来3年内推出，分别监测地球磁场、全球风剖面特性以及云、气溶胶和辐射。
再下一步，第7次发射任务应该做什么呢？由于欧洲正面临财政危机，何时发射似乎变成了一个艰难的决策。
2012年6月，欧洲确定了3个候选者：Biomass(测量森林生物量，评估陆地碳储量及通量)、CoReH2O(填补积雪、冰川和地表水的信息)和PREMIER(推进人们对对流层上层和平流层下层的痕量气体、辐射和化学等相关过程的理解)。今年3月，在奥地利格拉茨市会议上，欧洲确定最终的发射任务为Biomass。可以测期的是，环境遥感卫星将为人类未来的发展和监测带来越来越多、越来越有趣、越来越挑战人类智力的新技术，它将时时刻刻守望着我们的地球。, 百拇医药(赵斌)