航天光学遥感技术：地球的全方位“自拍神器”

在卫星拍摄图像的过程中，离不开航天光学遥感技术的应用。光学遥感卫星，可以说是专为地球打造的“自拍神器”，而随着光学遥感卫星图像进入民商系统，地球的“自拍照”将在诸多领域发挥更大作用。

 航天光学遥感技术：从高空探测地面或天体

航天光学遥感技术，通常是指从距离地面100公里以上的高空对地面的目标进行探测或从高空对天体进行探测，以获得有关信息的技术。

以人造卫星、空间站或航天飞机作为空间载体，以借助可见光（或）紫外线、红外线进行探测的空间相机、扫描仪或成像光谱仪等光学遥感装备作为有效载荷，航天光学遥感用光学系统来收集地面物体反射和发射到太空中的辐射，经光探测器转换成电信号，再进行存储、数据分析等处理，从而获取地物的空间、时间和光谱信息，提供用户进行分析、监测和识别。

航天光学遥感技术原理

地球表面接受太阳光的辐照后，带有地表图像信息的反射光经过大气层，进入光学遥感器，在光学系统像面上，形成目标景物的像，并被接收器接收，经进一步处理后便可得到图像产品。

在紫外、可见光、红外遥感等工作波段，光学遥感技术可生成全色图像、可见光图像以及多／高光谱数据等常见的光学图像。具备高空间分辨率特性的可见光图像和全色图像为观测目标提供清晰的空间纹理信息。多／高光谱数据有集光谱图像于一身的优势，可呈现地物本质特征。不同类别地物由于接收和辐射电磁波的特性不同，因而呈现出不同的光谱曲线。光学遥感图像分类则根据像素的光谱特性进行划分，属于像素级分类判别的范畴。

航天光学遥感技术的主要仪器

按图像信息的类别，航天光学所用光学仪器分为两类：一类用以获得地面目标的黑白图像，称为全色相机或全谱相机，主要提供目标的空间特征；另一类用以获取在多个不同波段处的图像，称为超/多光谱成像或成像光谱相机。

• 全色成像相机

全色相机是一种望远物镜，可以采集地面物点在可见光波段的信息，经望远物镜会聚后，在焦平面形成目标的全色图像，可用多种探测器接收、记录。

• 光谱成像相机

光谱成像相机是光学成像和分光技术相结合的一种探测设备，不仅能提供地面目标的空间信息，还能提供光谱信息。光谱成像相机通过分光器件获得地面物体不同波段的光谱信息，主要由前置望远物镜和光谱仪组成，在焦平面上获得同一目标多个谱段的图像。

 凝视+扫描：常用的成像方式

常用的成像方式有凝视和扫描两类。扫描方式又分为全景式、刷扫式及推扫式三种。全景式扫描每次曝光得到目标局部的二维图像，随着相机与地物间的相对运动，在感光快门控制下，获取多幅局部图像，经拼接处理后，得到完整图像。推扫和刷扫相机都只需要一维探测器，也只需要光学镜头仅在线视场内具有好的成像质量。光学系统和探测器的结构较简单，特别是推扫方式成像不需要机械扫描，而是借助平台的飞行和地球的自转来实现扫描，用一维线阵探测器就能得到物体的二维时间信息。在这种方式下，若采用二维探测器将易于实现高分辨率的光谱成像。

航天光学遥感技术：   地球的全领域“自拍神器”

大部分光学遥感卫星运行在太阳同步轨道（SSO），每次能在同一当地时间经过同一地点，这样就可以通过对同一地点的连续观察，记录下该地点地表的变化趋势。能够大大提高自然资源调查、生态环境监测、城市综合治理、防灾减灾等方面工作的效率。同时，光学遥感卫星还可以用于军事侦察，有利于快速准确掌握对手的部署和动向，是比较常见的一类军事卫星。

在过去的数十年时间里，航天光学遥感技术获得了迅猛发展，成为人类认识世界、理解人与自然的相互关系、维护国家安全、促进可持续发展不可或缺的手段。如今，我国民用光学遥感卫星也已经进入亚米级时代，相信随着遥感卫星性能以及综合应用能力不断提升，光学遥感技术与新一代信息技术融合发展的趋势将日益明显，卫星遥感的应用模式也将继续加速创新，推动着人们的生活进入全新时代。