2011年9月29日，天宮一號目標飛行器由FT1火箭發(fā)射升空，成功進入預定軌道，應(yīng)用系統(tǒng)有效載荷順利啟動，預定的對地觀測、復合膠體晶體生長和空間環(huán)境探測等科學實驗與應(yīng)用研究順利開展。本文主要介紹了天宮一號高光譜成像儀的作用和應(yīng)用領(lǐng)域。

天宮一號高光譜成像儀的作用

1. 對地觀測

天宮一號高光譜成像儀是目前我國空間和光譜綜合指標最高的空間光譜成像儀，覆蓋可見近紅外、短波紅外和熱紅外等多個譜段，達到了國際同類遙感器的先進水平。截至2016年3月22日在軌數(shù)據(jù)服務(wù)終止，地面處理系統(tǒng)總計接收并處理了高光譜數(shù)據(jù)產(chǎn)品約22TB，包括零級有效數(shù)據(jù)5TB、一級數(shù)據(jù)3.7TB、二級數(shù)據(jù)產(chǎn)品13.2TB，為科學和應(yīng)用用戶提供各級數(shù)據(jù)產(chǎn)品超過10TB。

天宮一號對地觀測數(shù)據(jù)的應(yīng)用用戶涵蓋國家部委、科研院所、高等院校，共計42家，研究領(lǐng)域覆蓋礦產(chǎn)和油氣資源調(diào)查、海洋應(yīng)用、林業(yè)應(yīng)用、土地利用監(jiān)測、水文生態(tài)監(jiān)測、城市環(huán)境監(jiān)測等，產(chǎn)出了一大批有價值的應(yīng)用研究成果，充分發(fā)揮了天宮一號空間應(yīng)用數(shù)據(jù)產(chǎn)品的綜合應(yīng)用效益。其中，首次應(yīng)用國內(nèi)航天高光譜短波紅外譜段數(shù)據(jù)開展礦物分布調(diào)查和油氣資源調(diào)查，為地質(zhì)找礦和油氣資源勘查提供支持信息；首次應(yīng)用國內(nèi)高分辨率航天熱紅外譜段數(shù)據(jù)開展地表溫度反演和沿海海溫異常監(jiān)測,實現(xiàn)了街區(qū)尺度的城市熱島效應(yīng)監(jiān)測，精細刻畫了溫排水空間分布及海上目標對海流的擾動；利用高光譜數(shù)據(jù)開展了大量土地覆蓋和森林植被精細分類研究，實現(xiàn)了森林樹種亞類的精確識別，在土地利用和生物量反演方面展現(xiàn)出極大優(yōu)勢。作為國家在應(yīng)急減災方面重要的支持力量之一，曾參與澳大利亞火災、浙江余姚水災以及云南魯?shù)榈卣鸬葢?yīng)急監(jiān)測，為相關(guān)部門應(yīng)急救災和災后評估提供了數(shù)據(jù)支撐。

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2. 復合膠體晶體生長實驗

利用天宮一號復合膠體晶體生長實驗裝置，首次采用Kossel線觀測技術(shù)在空間開展了復合膠體晶體生長實驗，研究單組元和雙組元膠體晶體隨溫度與電場變化的相變動力學過程，為拓展由膠體晶體制備光子晶體積淀了理論認知和技術(shù)經(jīng)驗，在光子器件材料制備等方面具有應(yīng)用潛力。

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3. 空間環(huán)境探測

空間應(yīng)用系統(tǒng)利用帶電粒子輻射探測器、軌道大氣環(huán)境探測器以及電離層擾動探測器組成的空間環(huán)境綜合探測系統(tǒng)獲得了軌道粒子輻射環(huán)境特征，飛行器正飛、偏航等狀態(tài)下軌道高能質(zhì)子、高能電子、大氣密度、成分、飛行器質(zhì)量沉積及變化，獲得了重要探測結(jié)果。探測數(shù)據(jù)已應(yīng)用于飛船的軌道、壽命預報和飛船防護設(shè)計等。

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天宮一號高光譜成像儀的應(yīng)用領(lǐng)域

在林業(yè)方面，高光譜成像儀在森林覆蓋制圖與變化監(jiān)測方面有廣闊的應(yīng)用前景。由于空間遙感可以獲得較大范圍的數(shù)據(jù)，因此利用遙感數(shù)據(jù)可較好地估算森林的生物量和碳儲量。

高光譜成像儀在森林防火中發(fā)揮著重要作用。目前我國森林防火主要應(yīng)用的是中低空間分辨率、高時間分辨率的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，對于較大面積火場非常敏感，但對燃燒初期的明火通常較難探測到。天宮一號高光譜成像儀可同時獲取不同波譜范圍的數(shù)據(jù)，更好地滿足我國森林防火預警撲救的需求。

海洋遙感是20世紀后期海洋科學取得重大進展的關(guān)鍵技術(shù)之一。國家衛(wèi)星海洋應(yīng)用中心對天宮一號高光譜遙感數(shù)據(jù)進行解譯、信息提取，用于海岸帶信息與海冰信息監(jiān)測，同時針對土地利用、濱海濕地、潮間帶、岸線變遷、保護區(qū)、石油平臺監(jiān)測等信息進行了制圖。

在數(shù)字化土地利用監(jiān)測方面，目前大多光譜數(shù)據(jù)由于受空間、光譜分辨率等限制，難以滿足現(xiàn)實需要。天宮一號高光譜成像儀具有較高光譜分辨率，在類別細分方面具有一定優(yōu)勢。

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