看海洋一號C衛星的「神通廣大」

海洋一號C衛星海洋/陸地全球監測專題圖

海洋一號C衛星黃河入海口遙感影像圖

海洋一號C衛星南極埃默裡冰架遙感影像圖

　　近年來，我國航空航天技術不斷取得新突破，衛星技術已在各領域得到了廣泛應用。海洋衛星因具備全天時、全天候、全球性觀測等特點，可高頻次、周期性、長期、近實時、快速獲得全球多尺度、多要素的海洋信息，不受地理位置和人為條件限制，能夠覆蓋環境惡劣的海區，已成為現代海洋觀測的利器。

　　2018年9月7日，海洋一號C衛星成功發射，成為我國第三顆海洋水色系列衛星。在軌運行2年來，海洋一號C衛星獲取了哪些數據、業務化運行取得哪些成果？近日，自然資源部國家衛星海洋應用中心副主任劉建強就相關問題進行了解答。

　　本領強大的 「瞰海天眼」

　　近年來，海洋衛星「家族」的規模不斷壯大，本領也越來越強。目前，我國發射的海洋衛星和以海洋為主要用戶的衛星已達到8顆，包括海洋一號A、B、C、D衛星，海洋二號A、B衛星，中法海洋衛星，高分三號衛星等，並將於近期擇機發射海洋二號C衛星。

　　在海洋一號衛星中，海洋一號A衛星為試驗星、海洋一號B衛星為試驗業務星，海洋一號C、D衛星為業務衛星星座。

　　海洋一號A、B衛星載荷為海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀，海洋一號C、D衛星載荷在海洋水色水溫掃描儀、海岸帶成像儀基礎上，配置了紫外成像儀、定標光譜儀、船舶自動識別系統。海洋一號C、D衛星可進行上午、下午組網觀測，有效提升監測頻率。

　　劉建強介紹，海洋一號C衛星載荷工作時間長、載荷掃描幅寬大、數據獲取頻次多，海洋一號D衛星於2020年6月發射後，填補了海洋衛星下午無數據可用的空白。通過星地一體化運行管理，從衛星探測計劃到數據接收處理、分發推送，整個鏈條完整、產品時效快，可快速發現地球表面多尺度、多要素環境信息的變化與異常，在自然災害監測方面具有很好的應用潛力。

　　自交付使用以來，海洋一號C衛星的海洋水色水溫掃描儀、船舶自動識別系統全天候工作，紫外成像儀每天在陽照區工作，海岸帶成像儀每天境內白天工作2~3軌、境外陽照區工作30分鐘以內。

　　據統計，2年間，海洋一號C衛星海岸帶成像儀境外探測2395次、時長為14544分鐘，牡丹江站、陵水站、北京站3個海洋衛星地面接收站接收衛星數據2554軌。依託「雪龍」號極地科學考察船船載遙感接收系統，中國第36次南極考察隊在航行期間接收了海洋一號C衛星數據99軌。

　　截至2020年9月，國家衛星海洋應用中心共處理數據8200餘批次、產品達290萬景，向195家單位分發了數據。「2年來，海洋一號C衛星及其地面應用系統運行情況穩定，應用效果顯著。」劉建強表示，國家衛星海洋應用中心在完成海洋一號C衛星在軌測試後，按業務化運行模式進行管理，主要開展了3個方面工作。

　　一是全力做好衛星管控與探測計劃、數據接收、數據處理與產品製作、定標與產品真實性檢驗、通信傳輸、存檔分發服務等工作；二是完善衛星與地面應用系統業務化運行流程、優化處理算法與軟體開發，有效提升數據服務能力；三是通過培訓讓用戶更好地使用海洋衛星數據，通過數據共享擴大用戶群體，不斷拓展應用領域。

　　不可或缺的海洋數據源

　　如今，我國海洋衛星已從單一型號發展到多種型譜，正沿著系列化、業務化的方向快速邁進。

　　「在軌運行以來，海洋一號C衛星在海洋災害預警預報、海洋生態環境監測、極地海冰預報與航行保障等方面取得了良好成效，在應用上也遍及農業、環境、水利、應急管理等領域，為省級衛星應用技術中心建設發揮了重要的支撐作用。」劉建強說，太空中的「瞰海天眼」，正發揮著越來越重要的作用。

　　如今，在防災減災領域，海洋衛星已經成為不可或缺的海洋數據源。近年來，國家衛星海洋應用中心利用海洋一號C衛星，密切跟蹤黃海東海的滸苔、綠潮發展趨勢，研發了基於衛星遙感技術的滸苔馬尾藻識別算法，為黃海東海滸苔、綠潮聯防聯控工作提供了重要的數據支持。

　　海冰是我國北方冬季的主要海洋災害，冰情嚴重時會導致港口被封、航路阻塞、船舶受困。劉建強介紹，在2018~2020年冬季渤海及黃海北部精細化海冰監測中，海洋一號C衛星獲取的海冰監測影像、遙感信息產品為相關部門做好海冰預報、防災減災等工作提供了數據支撐。

　　在海洋環境監測方面，海洋一號C衛星對渤海、黃海、東海、南海等海域發生的赤潮災害、溢油事件開展了多次監測，獲取了赤潮和溢油的位置、影響範圍等重要信息。海洋一號C衛星還對廣西山口國家紅樹林生態自然保護區進行了監測，製作了該保護區的紅樹林分布範圍專題圖。

　　在海岸帶和海島監測方面，海洋一號C衛星針對黃河口、長江口、珠江口、南海島礁等進行了連續監測，為開展科學研究、工程建設積累了多要素的月度變化基礎數據。

　　在風暴潮監測方面，海洋一號C衛星監測到在軌運行以來影響我國沿海地區的每個颱風過程，結合海洋二號衛星、中法海洋衛星的風場數據，製作的衛星遙感信息產品為海洋災害預報預警、防災減災等工作提供了及時、準確的信息服務。

　　海洋一號C衛星為我國極地考察活動也提供了重要保障。「依託海洋一號C衛星數據，我們開展了南極衛星遙感影像鑲嵌工作，製作了50米解析度的南極衛星影像鑲嵌圖，為南極地理基礎資料更新提供了新的數據源。近年來，海洋一號C衛星成功監測到了2018年發生的西南極松島冰川崩解事件、2019年發生的東南極埃默裡冰架崩解事件。在中國第36次南極考察和第10次、第11次北極考察期間，針對『雪龍』號冰區航行需求，我們利用海洋一號C衛星開展了海冰冰情應急監測，助力極地考察活動順利開展。」劉建強說。

　　助力陸地災情監測

　　近年來，海洋一號C衛星在陸地監測方面也大顯身手。

　　2020年4月23日，山東省青島市小珠山發生一起山林火情。火情發生後，國家衛星海洋應用中心立即啟動應急響應機制，調用海洋一號C衛星密切監測，及時將火情信息發送給應急管理部、國家林業和草原局，以及山東省和青島市的應急管理部門，為及時滅火提供了信息支持。

　　劉建強介紹，國家衛星海洋應用中心利用海洋一號C衛星監測到火點位置、火場覆蓋範圍等信息，通過對比災前、災後的植被變化情況，測算出小珠山火場的過火面積、燃燒條帶的蔓延方向和煙霧走向，第一時間將遙感專題圖發給地方消防救援和應急管理部門。

　　「除了監測海洋、海岸帶、極地等，海洋一號C衛星在江河湖泊生態環境監測、森林火災監測、沙漠治理監測等方面也具備很大應用潛力。」劉建強表示，海洋一號C衛星時間解析度高、幅寬大、信噪比高、圖像質量好。通過實施星地一體化運行管理，中間環節少、應急響應快，從獲取圖像到遙感專題圖發布僅需幾個小時，有助於陸地災情早發現、早救援。

　　2年來，國家衛星海洋應用中心在發現山西、廣東、四川、雲南、江西等地發生火災時，均在第一時間向應急管理部、省級衛星應用技術中心提供了基於海洋一號衛星數據製作的災前、災中、災後遙感專題圖像。

　　在洪澇災情監測方面，國家衛星海洋應用中心充分利用海洋衛星載荷掃描幅寬大、重訪周期短以及高分三號衛星全天候監測的技術優勢，與省級衛星技術應用中心、地方政府部門加強聯動，製作了一系列衛星遙感專題圖，為各地防汛救災、災後重建提供了有力的信息支撐。

　　海洋一號衛星在水資源監測、農業監測、生態監測、海岸帶監測等方面取得的成效同樣引人注目，監測範圍遍及黃河、長江、鄱陽湖、洞庭湖、青海湖等，提取了太湖、巢湖、滇池、洱海等內陸湖泊的水體信息，在農作物種植、海岸工程建設方面積累了大量數據，為相關部門提供了信息服務。

　　優化數據處理髮布流程

　　海洋一號C衛星發射以來，國家衛星海洋應用中心不斷優化數據處理流程，處理系統算法累計更新109次，形成了標準產品基礎數據集。如今，該中心的衛星數據處理流程包括業務化常規處理、應急交付處理2套處理系統流程，可分別提供相應產品，產品精度滿足設計指標要求。

　　同時，國家衛星海洋應用中心利用海洋水色水溫掃描儀、紫外成像儀、海岸帶成像儀等衛星載荷數據處理流程與算法軟體，通過雲掩模、水色大氣校正、海洋遙感產品參數定量化反演、不同時間周期統計產品製作，可在規定時間內完成業務化產品生產任務。依託一條全載荷實時數據處理流程、8條定時生產流程，該中心可每天生產L0、L1、L2、L3級數據產品共43種，包括單軌衛星數據產品和全球網格化單天、8天、月度、季度、年度的統計產品，以及多源衛星融合數據產品。

　　其中，海洋水色水溫掃描儀、紫外成像儀的主要業務化產品包括各波段遙感反射率、氣溶膠光學厚度、海表溫度、總懸浮物濃度、懸浮泥沙濃度、水體漫衰減係數、黃色物質濃度、水體透明度、水體固有光學特性、初級生產力等。

　　海岸帶成像儀業務化產品主要包括各波段經瑞利散射校正後的反射率、歸一化離水輻亮度、懸浮泥沙濃度、歸一化植被指數、葉綠素濃度和水色透明度等。

　　聚焦自然資源業務需求

　　2年來，國家衛星海洋應用中心在北京、廣州、西安、南京、杭州等地舉辦了專題培訓會，製作《海洋一號C衛星技術性能與應用實例》專題片，介紹海洋一號C衛星及數據使用方法，並利用中國海洋工程諮詢協會海洋衛星工程分會年會、中國航天日等活動，宣傳推介海洋衛星應用，擴大衛星用戶規模。

　　在2020年防災減災宣傳周期間，國家衛星海洋應用中心與媒體聯合舉辦了海洋衛星與防災減災專題講座，通過直播平臺吸引了138.4萬人次觀看。

　　下一步，國家衛星海洋應用中心將緊緊圍繞自然資源調查監測、國土空間規劃、海洋防災減災、海洋經濟發展等業務需求，以推進海洋衛星業務應用為突破口，開展滸苔、極地海冰、海平面變化、颱風等應急衛星遙感監測，大力促進省級衛星中心建設，為海上風電、核電站建設等重大工程提供保障。積極服務生態保護修復，加快水資源、江河湖泊、海岸帶的衛星監測技術創新。在用好國產海洋衛星數據基礎上，結合其他衛星數據資料，切實發揮海洋衛星對自然資源業務工作的支撐作用。

　　毫無疑問，隨著海洋衛星數據應用產品體系和數據質量標準控制體系不斷優化、自然資源衛星遙感技術應用示範和衛星遙感技術支撐平臺建設持續推進，海洋衛星應用的廣度和深度將進一步拓展，從而滿足各行業用戶對海洋衛星數據的應用需求，為擴大海洋衛星應用效益奠定基礎。

作者：趙寧