先来看一则新闻，2017年8月8日21时19分，在四川省阿坝州九寨沟县发生7.0级地震，震源深度20千米。中国资源卫星应用中心紧急启动重大自然灾害应急响应机制，迅速制定了利用高分系列卫星对灾区的紧急成像计划，同时在当日22时30分许，将震中周边区域历史卫星影像通过应急共享通道提供给国家减灾委、中国地震局、中国气象局以及高分辨率对地观测系统四川数据与应用中心等单位。

那么，高分卫星究竟是何方神圣？他对我们的生产生活究竟能产生多大作用？

高分一号在轨运行示意图

我们先看一下世界上主要国家的遥感卫星。目前世界上最著名的对地观测卫星系统当属美国的陆地卫星系列（Landsat），Landsat 系列卫星从1972年首次发射以来，获取了大量的地表和海洋表面观测数据，大大的推动了遥感科学的发展，目前最新的Landsat8卫星于2013年发射升空。其他的对地观测卫星还有美国的Terra星和Aqua星上携带的中分辨率光谱成像仪（Modis），美国的快鸟卫星和欧空局的哨兵卫星等等。自从有了对地观测卫星以来，人们不断在“怎样让卫星看的更清楚”这条道路上不断探索，即怎样提高遥感卫星的分辨率，分辨率是指卫星影像上一个像元对应的地表的实际大小。目前的民用遥感卫星的分辨率已经突破0.5m，即卫星图像上一个像元的边长对应的地表实际距离是0.5m，这意味着从太空中能看到路上走的车是两厢还是三厢。

高分家族各显神通

我国遥感卫星的起步要比美国欧洲等晚一些，但是经过几十年的发展，我国的遥感卫星也有了自己的体系，足以在国际上进入第一梯队。高分专项，全称中国高分辨率对地观测系统，是2010年经由国务院批准的16个重大科技专项之一，此专项至少包括9颗遥感卫星及其他观测平台。目前在轨运行4颗，分别为高分一号，高分二号，高分三号和高分4号。这四位“高分兄弟”各显神通“，高分一号2013年4月26号由长征二号丁运载火箭送入距离地面645km的太阳同步回归轨道，高分一号主要由两种成像模式：即宽幅成像和高分成像，在宽幅成像模式下，卫星星下点分辨率优于16m，成像范围大于800Km。一次成像可以覆盖64000平方公里的国土，这相当于4个北京市的面积，是名副其实的看得大，看得多。

一景高分卫星覆盖的国土范围

如果说高分系列的大哥高分一号的特长是看的大的话，那么他们的二弟高分二号的特长就是看得清。高分二号于2014年8月19日由长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心成功发射入轨。高分二号轨道高度为613km，星下点分辨率达到了0.8m。成像幅宽45km。高分二号是我国首颗亚米级民用遥感卫星，高分二号的成功入轨标志着我国在亚米级高分辨率卫星中幅宽达到世界最高水平。

高分二号拍摄的93阅兵，图中可以清楚的看到接送贵宾的大巴车

高分系列的第三个“高分三号”拍摄的图片不像大家平常所认为的卫星影像那样，因为他是一颗合成孔径雷达成像卫星（SAR）。高分三号由长征四号丙运载火箭在2016年8月10号发射升空入轨。合成孔径雷达的优点在可以穿云破雾，不受天气条件限制正常工作。高分三号有12种成像模式，即可以观测陆地，也可以观测海洋，既能进行大范围的国土资源详查，也可以根据需要对固定地点在一段时间内连续成像，也就是可以得到同一个地方在一段时间内的多幅影像。我国以前虽然也有合成孔径雷达卫星在轨运行，但是远远不能满足需要。高分三号是世界上成像模式最多的合成孔径雷达卫星，他的成功发射标志着我国结束了微波遥感数据严重依赖进口的局面，不仅为国家节约了大量的外汇，同时也为我国国防信息安全提供了有效的保证。

与前面三颗卫星比起来，高分四号在分辨率上看起来没那么厉害。但是它也有自己独特的优势。高分四号是于2015年12月29日成功发射，他是一颗地球静止轨道卫星，也就是他相对于地球是静止的，这就使得他能够对中国及其周边地区进行高时间分辨率的连续观测，高分四号定位在东经105.6°的赤道上空，距离地面高36000km。能够对特定地区进行分钟级别甚至秒级的观测。对于时间就是生命的灾害防治等方面有着重大作用。高分四号是世界上分辨率最高的地球静止轨道卫星，他的成功发射显著了提高了我国天基遥感观测能力。

高分四号拍摄的黄河三角洲

应用

1：高分系列卫星在国土资源普查，防灾减灾，农作物估产等方面有着重要的应用

2016 年 3 月 2 日，甘肃省甘南藏族自治州迭部县腊子口林场和达拉林场相继发生 2 起森林火灾。3 月 6 日，腊子口林场火灾得到基本控制，而达拉林场的森林火灾由于局部风力过大，林场火势迅速蔓延，过火面积达到 200 公顷以上，国家森林防火指挥部和国家林业局将森林火灾应急预案由Ⅳ级响应提升至Ⅲ级。中国资源卫星应用中心紧急调动高分四号对火场情况进行高密度观测，下图分别是3月3号，3月5号，3月6号的火场多光谱合成以及中红外影像。

3月3号火场多光谱合成影像

3月3号火场中红外影像

3月5号火场多光谱合成影像

3月5号火场中红外影像

3月6号火场多光谱合成影像

3月6号火场中红外影像

火场的多光谱合成和中红外图像

从图中可以看到，3号到6号火势有蔓延的趋势，在3月6号的中红外波段图像可以看出此时有四个火点。

2:高分2号由于其超高的分辨率，在土地确权，国土资源调查，房屋面积提取等方面有着很重要的应用，下图是利用高分二号卫星结合图像分割算法提取的城市房屋。图中红色的被标记为房屋，可以看到在图像上房屋基本上得到了有效的提取。

高分二号提取房屋结构

结语：

高分工程是我国面向国际顶尖水平制定的重大科技专项工程，先期发射的4颗卫星各司其职，空间分辨率和时间分辨率实现了高中低的全覆盖，大大提高了我国遥感应用的水平，将我国的民用遥感提升到了世界第一梯队，接下来的高分系列其他卫星必将大大扩大高分家族的业务范围，实现我国遥感产品的完全自主化！