地球的“3D大片”来了！高分七号卫星首批影像图发布

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今天，我国首颗民用亚米级高分辨率光学立体测绘卫星——高分七号拍摄的首批卫星影像图正式亮相，揭开了这颗发射时颇为低调的“高分家族”新成员的神秘面纱。

高分七号是一颗什么样的卫星？有哪些神奇的本领？未来将发挥什么作用？本报记者进行了采访解读。

高分七号是颗什么样的星？——定位精度最高的测绘卫星，可为地球绘制立体图像

高分七号的全称是“高分辨率国土测绘卫星”，是高分辨率对地观测系统重大专项（简称高分专项）的重要组成部分，也是目前高分专项系列卫星中测图精度要求最高的科研型卫星。今年11月3日，高分七号在太原卫星发射中心成功发射，11月5日在轨开机工作并获取了首批卫星影像。高分七号的成功，标志着我国跨入1:1万比例尺航天测绘新时代，已达到国际先进水平。

简单地说，高分七号是一颗测绘卫星，主要用于我国1:1万立体测图生产及更大比例尺基础地理信息产品的获取和更新。中国航天科技集团有限公司中国空间技术研究院高分七号卫星总设计师曹海翊进一步解释，“测绘卫星就是精确测量大地的尺子，如果把以往其他通用遥感卫星比作米尺，那么高分七号就是一把游标卡尺，能够高精度地测量地物的平面位置和高度。”

那么，这个高精度具体是什么含义？

曹海翊说，我国以往卫星的测绘精度是1:5万比例尺，高分七号能达到1:1万比例尺，对地物的平面定位精度优于5米，测高精度优于1米。也就是说，高分七号对于地面物体的平面定位精度误差在5米以内；而之前1:5万比例尺时代，卫星对地物的平面定位精度误差在20米左右。“因此，高分七号能够更准确地定位地物的位置、识别更多的细节。打个比方，以往我们能够定位比较宽阔的高速公路和国道的位置，现在则能够精确定位乡间小路的位置。”

除了定位精准，高分七号还有一项神奇的本领——能给地球拍摄“3D”大片。

自然资源部国土卫星遥感应用中心总工、高分七号卫星应用系统副总设计师唐新明介绍，与一般光学遥感卫星只能拍摄平面图像相比，高分七号可以绘制立体图像，投入使用后，建筑物在地图上不再只是一个方格，而是一个个三维“模型”。“高分七号配置1台双线阵相机和1台激光测高仪，测高精度和定位精度是目前国内最高的。不仅能够拍出高清晰度的地表图片，还能明确图中每一个像素点的横竖坐标位置。因此，高分七号能够高效地绘制地面地形模型，甚至是城市三维模型。”

国防科工局重大专项工程中心主任、高分专项工程总设计师童旭东表示，高分七号卫星是实现国家高分辨率对地观测能力的重要标志之一。目前只有少数航天强国具备1:1万比例尺的卫星测绘能力，高分七号的发射将进一步凸显我国航天大国的国际地位。

高分七号能做什么？——雄安新区建设、冬奥会场馆选址等都需要高精度测绘数据

作为一颗测绘卫星，高分七号的牵头主用户为自然资源部，其他用户包括住房和城乡建设部、国家统计局等。也就是说，高分七号将满足测绘、住建、统计等用户在基础测绘、全球地理信息保障、城乡建设监测评价、农业调查统计等方面对高精度立体测绘数据的迫切需求，意义十分重大。

“测绘是经济社会发展和国防建设的一项基础性工作，随着我国经济发展加快，城乡结构剧变、农业用地变化、自然灾害频发，测绘地理信息系统建设、地理国情监测、住房和城乡建设、国家统计应用等业务都对1:1万比例尺测绘数据产品提出了迫切的需求。”曹海翊表示，高分七号的投入使用将实现我国民用大比例尺测绘卫星从整星研制到图像应用领域的全方位突破，从而在国民经济建设等众多应用领域产生直接的经济和社会效益。

专家举例说，大到一带一路重点项目规划、雄安新区的建设、冬奥会场馆的选址，小到住宅小区、学校、公园的选址布局，都需要大量高精度测绘数据作为决策依据。以往是大量测绘人员跋山涉水、手提肩扛，甚至是冒着生命危险到实地执行任务，人力耗费大、持续时间久。而高分七号发射之后，可以短短几分钟就完成原来几个月甚至几年才能完成的任务。

唐新明介绍，高分七号在高精度立体测绘、自然资源监测等领域具有独特的应用优势，是各级资源主管部门和政府获取自然资源现状数据和动态变化数据的重要支撑。“比如全国土地利用变更的调查监测与核查，利用卫星数据就能动态掌握全国年度土地利用现状变化情况，及时更新国家级土地调查数据库。再比如对矿产资源开发现状、矿山开发占地等的巡查工作，能够强化事中监管、动态掌握矿产资源开发情况，可以及时发现问题，及时制止矿山开发盗采滥采、越界开采以及环境破坏等违法行为。甚至对极地探测都有很大帮助，通过挖掘高分七号卫星激光测高仪在北极海冰厚度变化监测应用的潜力，能够为我国开展极地科学考察与应对全球气候变化提供相应的数据支撑。”

那么，高分七号在普通百姓的日常生活中有应用吗？

专家表示，目前，导航地图的应用已经深入民众生活。快递、外卖、叫车，现代人的生活方式离不开手机APP中的导航功能。导航功能不仅仅依靠北斗、GPS之类的导航卫星，还需要测绘卫星的支持。

“举个例子，假如小明想导航到天坛，自己的位置可以通过手机接收导航卫星的信号得知，那天坛的位置是怎么知道的呢？一种方法是拿着GPS接收机到天坛去定位一下，但这样费时费力；更便捷有效的方法就是使用测绘卫星进行大面积、高效率的在轨测绘，获取的测绘数据经地面进一步处理后生成手机导航功能中的背景地图，为导航业务提供地表基准位置信息。”曹海翊告诉记者，高分七号将大幅提升我国地图的精度，以后大家出行就可以使用高分七号获取的地图和北斗的导航信号，让航天技术真正服务于人民生活。

“高分家族”有多厉害？——我国已构建起稳定运行的高分卫星遥感系统

高分七号卫星可以说是“高分家族”的“老小”，随着它的成功发射，我国的高分专项工程7型卫星“七战七捷”，初步构建起了稳定运行的高分卫星遥感系统。

专家介绍，“高分家族”里的卫星“各有千秋”。其中，高分一号和高分二号都是光学成像遥感卫星，只是高分二号全色和多光谱分辨率都提高了一倍。高分三号是家族中唯一一个微波遥感卫星，高分四号为地球同步轨道上的光学卫星。高分五号不仅装有高光谱相机，而且拥有多部大气环境和成分探测设备。高分六号与高分一号拥有相似的载荷性能。

童旭东告诉记者，高分专项实施9年来，我国低轨遥感卫星分辨率由高分专项实施前最高2.1米提高到0.65米，静止轨道遥感卫星分辨率由千米级提高到50米，低轨遥感卫星设计寿命由3年大幅提高到8年，重点突破了一系列技术瓶颈，推动我国遥感卫星技术跨上新的台阶，极大提高了我国天基对地观测水平。

目前，由高低不同轨道、从可见光到微波不同谱段观测手段的高分专项卫星，初步构成了我国自主高分辨率对地观测系统，形成了全天候、全天时、时空协调的对地观测能力。“随着高分专项天基系统的建设进程，国内进口卫星遥感数据接近80%已被高分专项数据替代，远超高分专项实施方案规定的60%的目标。”童旭东说，高分专项实施前，仅有国土、林业、测绘等8个行业、北京等少数几个区域开展遥感卫星应用，现在高分专项数据已在20个行业、31个区域得到广泛应用，成为国家治理体系和治理能力现代化的重要信息技术支撑。

特别需要指出的是，高分专项已成为我国国家航天局在卫星遥感领域进行双边、多边合作的重要抓手，促进了中俄、中巴（西）、中埃（及）、中印（度）等合作协议、大纲、谅解备忘录的签订和实施，为开展“一带一路”空间信息走廊、金砖五国星座计划、亚太空间合作组织多任务小卫星星座等论证工作奠定坚实基础。以高分七号为例，不仅满足了我国对高分辨率卫星影像的需求，还能满足亚太地区、非洲、南美等国家对高分辨率卫星影像的需求，极大地提高我国的国际地位，并进一步推动国际合作。

今年11月6日，我国首次面向国际社会免费开放高分一号、高分六号两颗卫星的16米全球数据，是继美国陆地卫星、欧洲哨兵卫星数据全球开放共享之后，又一项引起全球轰动的遥感领域重大事件，国际社会和相关国际组织给予高度评价，为构建人类命运共同体，落实《联合国2030年可持续发展议程》，提供了中国智慧和中国方案，也使国际社会享受到了飞速发展的中国航天成果。

【延伸阅读】

1、2019-12-11，首发星高分一号成功发射。卫星配置2台全色2米分辨率相机，拼接幅宽60千米；4台多光谱16米分辨率相机，拼接幅宽800千米，实现了中分辨率与大幅宽相结合的观测能力。

点评：高分一号卫星视野广阔，一眼下去覆盖800公里，4天即可完整观测地球一遍，航天科研人员称其是“大幅宽成像”。

2、2019-12-11，高分二号成功发射。卫星配置2台分辨率优于1米的相机，拼接幅宽45千米，标志我国民用航天遥感真正进入亚米级“高分时代”。

点评：高分二号可以用“目光锐利”来形容，如果说地球上的小轿车在高分一号卫星的眼中还只是一个黑点的话，那么，高分二号卫星已经能分辨出小轿车是两厢还是三厢了。

3、2019-12-11，高分四号成功发射。卫星配置1台大面阵凝视相机，单景幅宽优于400千米，可实现对我国及周边区域的近实时成像，其50米×50米的分辨率，是目前世界上地球同步轨道卫星中最高的。

点评：高分四号是世界首颗地球静止轨道高分辨率成像遥感卫星。它不像高分一号卫星和高分二号卫星那样在600—700公里的近地轨道环绕地球“奔跑”，而是站在距地36000公里的地球同步轨道上相对静止地驻留凝望，可以对某一目标区域持续进行观测。

4、2019-12-11，高分三号成功发射。卫星配置1部C频段多极化合成孔径雷达，最高分辨率可达1米，相比光学观测卫星具有全天时、全天候成像优势，其11种成像模式是目前世界上同类卫星中最多的。

点评：高分三号最大的特点就是具备全天时、全天候的成像能力，不管白天或黑夜、晴空或雷雨多云，随时都能对地成像，尤其适合应用于防灾减灾。

5、2019-12-11，高分五号成功发射，卫星配置了2台陆地观测相机和4台大气观测设备，光谱覆盖紫外到长波红外，光谱分辨率优于5纳米，是世界上首次在一颗卫星上实现对陆地和大气的高光谱综合观测。

点评：高分五号是国内光谱分辨率最高的卫星，可以使光谱与图像结合为一体，探测物质的具体成分，可以为环境监测、资源勘查提供高光谱数据。

6、2019-12-11，高分六号成功发射。卫星配置了2台相机，1台可实现全色2米分辨率90千米幅宽成像、1台可实现多光谱16米分辨率800千米幅宽成像，并首次为农业应用配置了2个“红边”观测谱段。高分六号与高分一号组网运行，全球观测的时间分辨率由4天提高至2天。

点评：高分六号可以说是真正意义上的“中国农业一号卫星”，首次安装的红边波段传感器能有效反映作物等植被特有的光谱特性，农业观测更细更精准。

（供图：国家航天局对地观测与数据中心）