基本概述
第一顆亞米級解析度的商業衛星於1999年投入運營,然而在此之前的歷史遙感影像獲取卻十分困難。解密航飛影像
存檔時相:1920年至今解密航飛影像是從1920年至今獲得的,由多種來源不同群體的存檔檔案所構成。例如:美國宇航局,美國空軍,陸軍地圖服務,美國海軍,高海拔航空攝影(AHAP)等。
覆蓋全球範圍的航飛影像,可以非常直觀地了解到不同時期的自然條件和發展狀況。拍攝地區幾乎覆蓋了所有國家的重點城市。航飛影像效果大致分為兩種:一種是製作地形圖或影像圖,這類的影像全部是從高空以正射方式進行拍攝,比例尺較大,內容多是城鎮;另一種是按軍事要求,即為開展軍事行動所用,比例尺較小,內容多是自然地貌。
航飛影像比例尺在1:5000到1:100000之間。大部分影像層次分明,圖像清晰。一些著名城市的影像,其標誌性建築可以輕鬆識別,房屋和街道等細節之處幾乎與今天的拍攝效果一樣。
KeyHole系列
存檔時相:1960年至1980年“鎖眼”(KeyHole)系列可以提供的是1960年至1980年之間的KH-1-4(CORONA)、KH-5 (ARGON)、KH-6 (LANYARD)、KH-7 (GAMBIT)和KH-9 (HEXAGON)共930000張單景圖片。KeyHole系列衛星影像參數如下表所示。
衛星系統 | KH-1--4 | KH-4A | KH-4B | KH-5 | KH-6 | KH-7 | KH-9 |
存檔時間 | 1959'-1963' | 1963'-1969' | 1967'-1972' | 1961'-1964 | 1963' | 1963'-1967' | 1971'-1984' |
影像類型 | 全色 | 全色 | 全色 | 全色 | 全色 | 全色 | 全色 |
衛星高度(km2) | 166-463 | 185 | 150 | 322 | 172 | 變軌 | 變軌 |
解析度(m) | 7.5 | 2.7 | 1.8 | 138 | 1.8 | 0.6 | 6 |
單景面積 | 15*209-41*579 | 17*231 | 13.8*188 | 482*482 | 12*64 | 20*38 | 160*270 |
膠片寬 | 70mm | 70mm | 70mm | 5in | 5in | 18in | 18in |
放大能力 | 16 | 16 | 8 | 16 | 10 | 21 | 18 |
膠片解析度 | 50-100 | 120 | 160 | 30 | 160 | 200 | 120 |
焦距(cm) | 61 | 61 | 61 | 8 | 168 | 152 | 150 |
大多數KH-4A和KH-4B存檔影像,時相集中在1966-1972年之間。這個階段CORONA系列衛星共發射32次,經過長期調試已經可以把衛星軌道降到166公里的水平上,從而使解析度達到了1.8米,回訪周期1天,並可以提供立體相對。
其中,KH-7存檔影像時相集中在1963年7月到1967年6月。解析度最初為1.2米,到1966年提高到0.6米,拍攝的目標主要集中在戰略目標、核目標以及飛彈防禦和彈道飛彈系統。除了近100景以色列影像仍然處於保密狀態之外,KH-7拍攝的19000景影像全部得到解密。
可以作為重要時相補充的還有KH-9存檔影像,被認為是KH-1-4存檔影像的替代品。KH-9獲取了全球大面積解析度6米的影像,除以色列領土外,29000景影像已經解密。
Resurs系列
存檔時相:1974年至2005年KeyHole系列在歷史遙感影像的資源整合中發揮著舉足輕重的作用,無論是空間解析度、時間解析度以及製圖精度等方面都擁有出色的表現,即便這樣仍然受時相和波段的約束。而“資源-F”(Resurs-F)系列的出現填補了空白,該計畫始於上世紀70年代,資源系列解密的衛星影像包括:Resurs-F1、Resurs-F2和Resurs-F3,該衛星影像自2008年開始進入中國並商業化。Resurs-f系列衛星影像參數如下表所示。
影像名稱 | KFA-1000 | KATE-200 | MK-4 | KFA-3000 | KVR-1000 | TK-350 |
衛星系統 | Resurs-F1 | Resurs-F1 | Resurs-F2 | Resurs-F3 | Kometa | Kometa |
存檔時間 | 1974'-1999' | 1974'-1999' | 1987'-1995' | 1993'-2000' | 1981'-2005' | 1981'-2005' |
影像類型 | 全色+多光譜 | 全色+多光譜 | 全色+多光譜 | 全色+多光譜 | 全色 | 全色 |
衛星高度(km) | 240-355 | 240-355 | 188-355 | 275 - 420 | 1220 | 1220 |
解析度(m) | 3 | 15 | 4 | 2 | 2 | 10 |
幅寬(km) | 144–204 | 144–204 | 100–200 | 55–84 | 160 | 200 |
波段範圍(nm) | 570–810 | 510–840 | 510–840 | 510–840 | 570–720 | 570–720 |
重疊度(%) | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 | 60 |
以上的參數中可以明顯看到,Resurs-f與KeyHole相比起來差別還是非常大的。除了擁有更多的波段以及更大的幅寬之外,在時相和解析度的銜接上與KeyHole系列也出奇的默契,這些潛移默化的匹配注定意味著它比KeyHole系列具有更廣泛的套用以及更深入的空間領域分析。
另外,Resurs-f系列具有多光譜波段,這是全色影像無法比擬的,它可以代替單純的人工對地物進行識別,得到更快和更準確的影像信息提取。成為規劃、海洋、環境、生態等科研課題的重要依據來源。
與KeyHole系列相同的是蘇聯也擁有自己的製圖衛星—“彗星”(Kometa),只是解析度略低於KH-7。Kometa帶有兩個立體成像相機:KVR-1000和TK-350,以幫助立體圖像的採集。星載的測圖成像系統,用於空間信息的採集與製圖。全色影像可生產1:50000地形圖和立體影像。衛星同時裝備了專業測圖的影像採集與控制系統,為數位化正射模型提供了基礎。
歷史遙感影像具有時相跨度大、解析度高特點,可以很好套用於動態監測。KeyHole、Kometa、Resurs-f系列衛星影像覆蓋全國各個地區,時相跨度從60年代至今,廣泛套用於地理國情、土地、海洋、規劃、考古、水利、環境、科研等動態監測的研究,為快速決策提供了技術保證。
歷史遙感影像在地理國情監測方面的套用
地理國情監測是利用3S和測繪技術,綜合各時期已有測繪成果檔案,對地形、水系、交通、地表覆蓋等要素進行動態和定量化、空間化的監測,並統計分析其變化量、變化頻率、分布特徵、地域差異、變化趨勢等,形成反映各類資源、環境、生態、經濟要素的空間分布及其發展變化規律的監測數據、地圖圖形和研究報告,為政府、企業和社會各方面提供真實可靠和準確權威的地理國情信息。
相對於其他省市的地理國情監測項目,這只是一個針對性較強的代表。各個年代的歷史遙感影像作為地理國情監測的基礎,由此可以派生出有針對性的專題研究,例如海岸線變化、城鄉比例變化、土地利用變化、植被變化和水系變化等。正是因為有了歷史影像,有了歷史依據,我們才能夠了解地理國情的變化和發展,順應自然並朝著有利於人民的方向改變自然,這其中歷史遙感影像功不可沒。