2018年5月9日，我國高分專項(xiàng)中唯一一顆實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率重要使命的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星高分五號(hào)發(fā)射升空。

中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研制的可見短波紅外高光譜相機(jī)作為國際首臺(tái)同時(shí)兼顧寬覆蓋和寬譜段的高光譜分辨率成像遙感儀器，對(duì)復(fù)雜地物、環(huán)境具有突出的識(shí)別和分類能力，它將使我國高光譜遙感技術(shù)再上新臺(tái)階。

高光譜成像技術(shù)是指在寬的光譜范圍內(nèi)獲取觀測(cè)對(duì)象一定數(shù)量觀測(cè)點(diǎn)連續(xù)精細(xì)光譜輻射信息的一種手段。

地球上不同的元素及其化合物都有自己獨(dú)特的光譜特征，光譜因此被視為辨別物質(zhì)的“指紋”，是用以識(shí)別和分析不同物體特征的一種重要的“身份證”。

高光譜成像集觀測(cè)對(duì)象的幾何、輻射和光譜信息于一體，把傳統(tǒng)上的相機(jī)、輻射計(jì)和光譜儀的能力集于一身，在合適的空間范圍和光譜范圍內(nèi)，以足夠的光譜、空間和輻射分辨率，定量地獲取觀測(cè)對(duì)象的組成成分和結(jié)構(gòu)信息，同時(shí)獲取觀測(cè)路徑上大氣等外在因素的相關(guān)信息。高光譜成像技術(shù)的這些顯著特點(diǎn)，使得其對(duì)復(fù)雜的觀測(cè)對(duì)象具有突出的識(shí)別和分類能力。

高分五號(hào)衛(wèi)星可見短波紅外高光譜相機(jī)在提高性能指標(biāo)的同時(shí)，大幅改善圖像清晰度，著力消除圖像光譜的畸變，配置了豐富的定標(biāo)手段以確保數(shù)據(jù)的高精度和高穩(wěn)定性。自2005年美國Hyperion（幅寬7.5Km，空間分辨率30m，波段數(shù)220個(gè)）高光譜相機(jī)停止工作以來，目前國際上星載短波紅外高光譜數(shù)據(jù)獲取基本處于空白。高分五號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射成功，不但很大程度上豐富了高光譜遙感信息資源獲取的手段，尤其大幅提升了高光譜遙感圖像的質(zhì)量，將極大地推進(jìn)和提升國際上高光譜成像遙感應(yīng)用的發(fā)展水平。

作為“高分五號(hào)”衛(wèi)星六大主載荷之一，可見短波紅外高光譜相機(jī)是國際首臺(tái)同時(shí)兼顧寬覆蓋和寬譜段的高光譜相機(jī)，在60Km幅寬和30m空間分辨率下，可以獲取從可見光至短波紅外（400～2500nm）光譜顏色范圍里，330個(gè)光譜顏色通道，顏色范圍比一般相機(jī)寬了近9倍，顏色通道數(shù)目比一般相機(jī)多了近百倍，其顏色寬度的精細(xì)化程度相當(dāng)于一張紙厚度的萬分之幾。

借助衛(wèi)星在705Km軌道高度上的飛行，相機(jī)每90分鐘左右從南極到北極繞地球一圈，一天繞地球近15圈，可以對(duì)地球上任何區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)，通過衛(wèi)星側(cè)擺可以對(duì)地球上同一個(gè)區(qū)域一周內(nèi)重復(fù)觀測(cè)一次。相機(jī)一天可獲取330個(gè)60Km寬40000Km長(zhǎng)的高光譜成像條帶，為建立全球典型地物圖譜數(shù)據(jù)庫提供豐富而高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源，將極大提高對(duì)全球陸地環(huán)境生態(tài)資源等的探測(cè)能力。與國際上經(jīng)典的高光譜相機(jī)相比，該載荷幅寬提高8倍，光譜數(shù)增加近百個(gè)，信噪比提升近4倍；與美國、德國、日本、加拿大等國際上當(dāng)前發(fā)展的高光譜相機(jī)比較，其綜合性能和主要技術(shù)指標(biāo)可保持5年以上的國際領(lǐng)先水平。

上海技物所研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了基于視場(chǎng)倍增遠(yuǎn)心成像和凸面光柵大平場(chǎng)度低畸變分光的高光譜成像方案，歷經(jīng)10年的技術(shù)攻關(guān)，突破了小F數(shù)大視場(chǎng)低畸變遠(yuǎn)心成像、大平場(chǎng)度超低畸變精細(xì)分光、在軌高精度光譜輻射定標(biāo)、大規(guī)模高幀頻紅外焦平面探測(cè)器等關(guān)鍵技術(shù)，完成了高光譜相機(jī)原型樣機(jī)、工程樣機(jī)、電性產(chǎn)品、鑒定產(chǎn)品、發(fā)射產(chǎn)品的研制。憑借從基礎(chǔ)機(jī)理到部件攻關(guān)再到整機(jī)集成的“全創(chuàng)新鏈”雄厚科研實(shí)力，實(shí)現(xiàn)了相機(jī)從核心芯片到整機(jī)關(guān)鍵部件的自主研發(fā)?？蒲袌F(tuán)隊(duì)從機(jī)載MAIS、OMIS和PHI等高光譜成像儀器的研制成功到現(xiàn)在高分五號(hào)衛(wèi)星高光譜相機(jī)發(fā)射成功，已有近40年的歷程，幾代人的努力和夢(mèng)想終成現(xiàn)實(shí)。

可見短波紅外高光譜相機(jī)可用于觀測(cè)葉綠素、藻膽素、木質(zhì)素、植被細(xì)胞和含水量、水體懸浮物、水汽和二氧化碳的強(qiáng)吸收帶、冰雪粒大小、地表礦物成分、巖石類別和油氣滲漏等。將有力提升我國在環(huán)境、生態(tài)、資源、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域遙感監(jiān)測(cè)方面的能力，助力美麗中國和富強(qiáng)中國的建設(shè)，使我國高光譜遙感技術(shù)再上新臺(tái)階，走在國際前列。

（看看新聞Knews記者：張幗霞 編輯：小虎）