大家對(duì)遙感技術(shù)一定不陌生了，從我們頭頂?shù)暮教炱鞯轿覀兡_下的地質(zhì)勘探，都能看見它的身影。不過(guò)今天我們要講的是它在另一領(lǐng)域的應(yīng)用——海洋遙感衛(wèi)星。
自20世紀(jì)70年代始，科研人員將海洋遙感衛(wèi)星應(yīng)用于海洋漁業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域，它們獲得的與海洋相關(guān)數(shù)據(jù)能夠?qū)Ｑ筮M(jìn)行全方位的分析。
因此，海洋遙感衛(wèi)星在海洋漁業(yè)及其相關(guān)領(lǐng)域正在發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，并預(yù)示著廣闊的應(yīng)用前景和巨大的應(yīng)用潛力。
什么是海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)？
遙感技術(shù)大家族可不簡(jiǎn)單，按照電磁波的光譜可分為可見光與紅外反射遙感、熱紅外遙感和微波遙感，按照研究對(duì)象可分為氣象遙感、海洋遙感和陸地遙感。除此之外還可以按照目標(biāo)的能量來(lái)源、傳感器使用的平臺(tái)、空間尺度等進(jìn)行劃分。
顧名思義，海洋遙感技術(shù)的主要研究對(duì)象為海洋及海岸帶，從狹義上講，海洋遙感技術(shù)是指用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)海洋中各種現(xiàn)象和過(guò)程的技術(shù)。
那么，海洋遙感衛(wèi)星大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段？
答案是3個(gè)。
1970-1978年是探索階段，主要是利用載人飛船搭載試驗(yàn)和利用氣象衛(wèi)星、陸地衛(wèi)星探測(cè)海洋。
1978-1985年為試驗(yàn)階段，這個(gè)階段美國(guó)曾發(fā)射一顆海洋衛(wèi)星和一顆雨云衛(wèi)星7號(hào)，星上搭載了海岸帶水色掃描儀，這兩顆衛(wèi)星都屬于實(shí)驗(yàn)研究性質(zhì)。
1985年至今則是應(yīng)用研究和業(yè)務(wù)化使用階段，在此期間大量的海洋衛(wèi)星發(fā)射成功。海洋遙感衛(wèi)星通過(guò)搭載各類遙感器來(lái)探測(cè)海洋環(huán)境信息，按照功能可分為海洋水色衛(wèi)星、海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和海洋地形衛(wèi)星。
海洋衛(wèi)星能夠?qū)θ蚝Ｑ筮M(jìn)行大范圍、長(zhǎng)時(shí)期的觀測(cè)，為人類深入了解和認(rèn)識(shí)海洋提供了其他觀測(cè)方式都無(wú)法替代的數(shù)據(jù)源。
海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)在漁業(yè)方面能干哪些事兒？
第一件事兒就是用海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)海洋魚類資源的分布。海洋環(huán)境是海洋魚類生存和活動(dòng)的必要條件，每一環(huán)境參數(shù)的變化，對(duì)海洋魚類及其它海產(chǎn)動(dòng)物的分布、洄游、移動(dòng)、集群等都會(huì)產(chǎn)生重要的影響。
而遙感可以通過(guò)動(dòng)態(tài)、大面積獲取大范圍數(shù)據(jù)，從而發(fā)現(xiàn)海洋魚類的變動(dòng)規(guī)律及特征，通過(guò)這些數(shù)據(jù)與魚類分布的關(guān)系，就可以分析出魚類分布的物理機(jī)制以及波動(dòng)規(guī)律，這可給漁業(yè)生產(chǎn)和管理幫了大忙了。
具體來(lái)說(shuō)，第一，海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)能利用海洋漁業(yè)捕撈或調(diào)查數(shù)據(jù)，研究出與海洋魚類地理分布相關(guān)的各個(gè)要素特征；第二，它能利用遙感資料預(yù)測(cè)或模擬魚類的地理分布；第三，可以利用遙感資料，探討魚類不同地理分布的組成特點(diǎn)。
換句話說(shuō)，也就是利用海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)可以找到魚在哪兒待著，待的地方又是怎樣的。
除了找到海洋魚類資源，海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)還可以用來(lái)管理漁業(yè)和輔助漁船安全。
通過(guò)衛(wèi)星監(jiān)控，可以獲取漁船分布、漁船類型、捕撈強(qiáng)度、魚類棲息地環(huán)境等信息。同時(shí)遙感數(shù)據(jù)可以提高天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，為漁業(yè)提供氣象保障。云圖、風(fēng)、海浪、海冰等遙感數(shù)據(jù)的及時(shí)獲取，還可以提高海洋捕撈作業(yè)的安全，避免損失。
有了遙感衛(wèi)星這個(gè)最強(qiáng)輔助，漁民再也不怕出海卻半路遇上大風(fēng)浪啦！
當(dāng)然，海洋遙感衛(wèi)星能監(jiān)測(cè)的不僅是海洋上的風(fēng)浪，還能監(jiān)測(cè)赤潮等災(zāi)害。有了海洋遙感技術(shù)，就可以根據(jù)遙感監(jiān)測(cè)的海洋環(huán)境信息、海況信息制作災(zāi)害因子遙感專題圖，如赤潮、溢油和大面積污染等信息圖，如此便能及時(shí)向有關(guān)漁業(yè)部門和單位發(fā)布災(zāi)情，減少損失。
此外，在漁業(yè)功能區(qū)劃、濕地保護(hù)、灘涂開發(fā)與規(guī)劃等領(lǐng)域你也總能看見海洋遙感衛(wèi)星的身影。根據(jù)海洋遙感中可見光和近紅外波段的信息，就可以反演灘涂、濕地信息，并制作成專題地圖，為一系列海洋開發(fā)、規(guī)劃與建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。
世界各國(guó)的海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)
海洋遙感衛(wèi)星這么好，那當(dāng)然大家都想要啦。目前，全球共有海洋衛(wèi)星或具備海洋探測(cè)功能的對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星近百顆。美國(guó)、歐洲、日本和印度等國(guó)家和地區(qū)都已經(jīng)建立了比較成熟完善的海洋衛(wèi)星系統(tǒng)。下面咱們就來(lái)看看一些主要國(guó)家它們這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的怎么樣了吧。
美國(guó)是世界上首個(gè)發(fā)展海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)的國(guó)家。1978年美國(guó)成功發(fā)射了世界上第一顆海洋衛(wèi)星SEASAT-A，近40年來(lái)美國(guó)發(fā)展了海洋地形衛(wèi)星、海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和海洋水色衛(wèi)星等不同類型的專用海洋衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了從空間獲取海洋水色和海洋動(dòng)力環(huán)境信息的能力。
最具代表性的海洋水色衛(wèi)星是1997年8月1日美國(guó)宇航局成功發(fā)射的專用海洋水色衛(wèi)星“海星”，它標(biāo)志著因水色遙感器“沿海水色掃描儀”在1986年停止運(yùn)轉(zhuǎn)而中斷了10年的全球海洋水色遙感數(shù)據(jù)又得以繼續(xù)，而且可以得到質(zhì)量更高的海洋水色資料。
美國(guó)計(jì)劃自“海星”衛(wèi)星發(fā)射開始，進(jìn)行20年時(shí)序全球海洋水色遙感資料的連續(xù)積累。到目前為止，世界上已經(jīng)發(fā)射的具有海洋水色遙感功能的主要衛(wèi)星有10多顆。
諾阿(NOAA)衛(wèi)星是美國(guó)發(fā)展的民用極軌氣象衛(wèi)星。諾阿也可用于全球的海洋、陸地和空間等環(huán)境監(jiān)測(cè)，全天候、連續(xù)測(cè)量和記錄全球的海洋風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)。
自1970年12月第一顆NOAA衛(wèi)星發(fā)射以來(lái)，已經(jīng)歷了5代。NOAA－15~19衛(wèi)星搭載的第三代先進(jìn)甚高分辨率輻射計(jì)可用于海面溫度的觀測(cè)，先進(jìn)微波探測(cè)儀可用于海冰的監(jiān)測(cè)。
近年來(lái)，美國(guó)宇航局(NASA)又發(fā)射了海表鹽度遙感衛(wèi)星，進(jìn)行海表鹽度遙感觀測(cè)。海表鹽度遙感對(duì)海洋環(huán)境的監(jiān)測(cè)、水團(tuán)的形成和循環(huán)研究以及氣候預(yù)測(cè)有著非常重要的作用，是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外空間地球科學(xué)的研究熱點(diǎn)。
俄羅斯，在蘇聯(lián)時(shí)期(包括俄羅斯和烏克蘭)研制的海洋衛(wèi)星系列分為兩類：第一類遙感器以可見光、紅外探測(cè)器為主；第二類遙感器主要為側(cè)視雷達(dá)。
1979年，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆海洋衛(wèi)星(宇宙－1076)，用于衛(wèi)星試驗(yàn)和海洋氣象、大氣物理參數(shù)的測(cè)量。1988年，第一顆實(shí)用型海洋衛(wèi)星(Okean－O1)發(fā)射成功。至今，海洋系列衛(wèi)星共發(fā)展了4代，這些Okean系列衛(wèi)星可以對(duì)海表溫度、風(fēng)速、海洋水色、冰覆蓋等進(jìn)行觀測(cè)。
歐洲航天局的歐洲遙感衛(wèi)星(ERS)主要用于環(huán)境監(jiān)測(cè)。MetOp系列衛(wèi)星是它們的主打衛(wèi)星，這一系列衛(wèi)星的先進(jìn)甚高分辨率輻射計(jì)可用于獲取海面溫度和海冰信息，先進(jìn)散射計(jì)可用于獲取全球的海面風(fēng)場(chǎng)和海冰信息。
Cryosat是“歐洲地球探測(cè)者計(jì)劃”中的衛(wèi)星，這個(gè)系列的衛(wèi)星采用雷達(dá)高度計(jì)測(cè)量陸地和海洋冰蓋厚度的變化，可對(duì)極地冰層和海洋浮冰進(jìn)行精確監(jiān)測(cè)。
日本的海洋觀測(cè)衛(wèi)星(MOS)是它們的第一個(gè)地球觀測(cè)衛(wèi)星系列。而日本的另一個(gè)系列衛(wèi)星——先進(jìn)地球觀測(cè)衛(wèi)星(ADEOS)，主要用于監(jiān)測(cè)全球環(huán)境變化，能夠獲取海洋水色和海面溫度信息。
其中，搭載的先進(jìn)微波掃描輻射計(jì)，可用于海面溫度、海面風(fēng)速和海冰分布觀測(cè)，全景成像儀可用于監(jiān)測(cè)海洋碳循環(huán)，微波散射計(jì)能觀測(cè)全球海面風(fēng)場(chǎng)，水色和海溫掃描儀可以對(duì)海洋進(jìn)行高精度觀測(cè)，測(cè)量海洋水色和海面溫度。
目前，美、日、法、加拿大、挪威等世界海洋漁業(yè)大國(guó)都建立了基于衛(wèi)星資料的漁海況預(yù)報(bào)服務(wù)系統(tǒng)。韓國(guó)、英國(guó)、印度等國(guó)家也都開展了漁業(yè)遙感研究工作。遙感技術(shù)已成為各國(guó)開展?jié)O場(chǎng)漁情服務(wù)的重要技術(shù)手段。
那我國(guó)是什么時(shí)候開始發(fā)展海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)的呢？
我國(guó)的海洋衛(wèi)星遙感技術(shù)
我國(guó)海洋遙感衛(wèi)星研究起步較晚，第一顆海洋水色衛(wèi)星HY－1A“風(fēng)云一號(hào)”于2002年成功發(fā)射，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)海洋衛(wèi)星零的突破，為我國(guó)的海洋遙感衛(wèi)星發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
2011年8月，我國(guó)成功發(fā)射了第一顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星HY-2A，實(shí)現(xiàn)了對(duì)浪高、海流、海面風(fēng)場(chǎng)和海表溫度等多種海洋動(dòng)力環(huán)境參數(shù)的觀測(cè)。
HY-2系列衛(wèi)星可有效解決風(fēng)暴潮、海平面上升、災(zāi)害性海浪、臺(tái)風(fēng)和海嘯等與海洋動(dòng)力環(huán)境相關(guān)的海洋災(zāi)害的業(yè)務(wù)化監(jiān)測(cè)。同時(shí)，在HY-2系列衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，再發(fā)展海洋鹽度衛(wèi)星，構(gòu)成對(duì)海洋溫、鹽、流、海浪、風(fēng)場(chǎng)等動(dòng)力環(huán)境多要素的精細(xì)觀測(cè)。
2016年8月，高分三號(hào)(GF-3衛(wèi)星)成功發(fā)射，這是我國(guó)首顆分辨率達(dá)到1m的C頻段多極化合成孔徑雷達(dá)成像衛(wèi)星。
2017年正式投入使用的高分三號(hào)(GF－3)，使我國(guó)民用天基高分辨率SAR數(shù)據(jù)全部依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀得到極大改善。
這個(gè)衛(wèi)星已在多個(gè)行業(yè)開展了廣泛應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)全天候、全天時(shí)監(jiān)視監(jiān)測(cè)全球海洋和陸地資源，以及對(duì)海上船舶、海島和海岸帶的高精度監(jiān)測(cè)，還能對(duì)海上溢油、綠潮、海冰等海洋災(zāi)害進(jìn)行全天候觀測(cè)。
因此，可以有力支撐海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海洋目標(biāo)監(jiān)視、海域使用管理、海洋權(quán)益維護(hù)和防災(zāi)減災(zāi)等應(yīng)用。
經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展，我國(guó)逐漸形成了以海洋水色衛(wèi)星、海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星和海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星為代表的海洋遙感衛(wèi)星系列，為我國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)、海洋資源開發(fā)、海域使用管理、海洋權(quán)益維護(hù)和極地大洋管理提供了技術(shù)支撐。
這些技術(shù)并未束之高閣，而是被充分運(yùn)用到具體的實(shí)踐中。國(guó)內(nèi)把遙感技術(shù)應(yīng)用于海洋漁業(yè)的研究始于上個(gè)世紀(jì)80年代初。
農(nóng)業(yè)部東海水產(chǎn)研究所通過(guò)氣象衛(wèi)星紅外云圖提取海表水溫?cái)?shù)據(jù)，并結(jié)合同期的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和漁場(chǎng)生產(chǎn)信息，經(jīng)過(guò)綜合分析，繪制出黃海、東海區(qū)漁海況速報(bào)圖，定期向漁業(yè)生產(chǎn)單位和漁業(yè)管理部門提供信息服務(wù)。
海洋遙感衛(wèi)星是大范圍、快速、動(dòng)態(tài)收集海洋環(huán)境信息的工具，利用遙感數(shù)據(jù)可幫助我們更深刻地理解海洋生態(tài)系統(tǒng)及其響應(yīng)機(jī)制。海洋遙感衛(wèi)星同樣能提供社會(huì)經(jīng)濟(jì)信息，對(duì)海洋漁業(yè)的生產(chǎn)、管理和研究起到重要作用。
海洋遙感衛(wèi)星技術(shù)已成為海洋漁業(yè)生產(chǎn)、管理、研究的重要技術(shù)手段。我們希望，它能繼續(xù)成為我國(guó)海洋事業(yè)的好幫手，一起探索更多的海洋秘密。
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