高分五號對森林草原監測有用嗎？

北京時間5月13日12時52分，中國遙感衛星地面站密雲站成功地跟蹤並接收到高分五號衛星的首軌下行數據。這意味著，5月9日2時28分成功送上天的那個“高分兄弟”，已經進入工作模式。

據以往經驗推測，大約經過半年的調試、測試等工作，高分五號即可穩定地發佈數據。

需要特別關注的是，高分五號不僅能監測環境污染，對陸地表面的山水林田湖草等自然生態系統勘查也大有用處。

新聞這樣介紹：高分五號是世界首顆實現對大氣和陸地綜合觀測的全譜段高光譜衛星，也是高分家族中唯一一個高光譜觀測衛星。高分五號衛星將有效探測區域大氣污染，動態反映我國大氣污染狀況，同時，高分五號衛星還可對內陸水體、陸表生態環境、蝕變礦物、岩礦類別探測，為我國環境監測、資源勘查、防災減災等行業，提供高品質、高可靠的高光譜數據。

中科院遙感所地面站專家厲為告訴記者，要論解析度，高分二號仍然是我國民用光學遙感衛星中的佼佼者，全色解析度高達0.8米。高分五號的空間解析度最高的全色僅20米。但高分五號最大的特色，是高光譜觀測能力。目前國際上星載高光譜數據獲取基本處於空白。高分五號衛星的可見光短波紅外相機，光譜解析度可達5奈米，更擁有330個探測通道，也就是330個細分的光譜波段。

多光譜（左）比全色（右）就多了許多資訊，而高光譜更是從量變發展到質變（空天松鼠供圖）

這有什麼用？

地球上不同的元素及其化合物都有自己獨特的光譜特徵。光譜就像人的“指紋”一樣，是用以識別和分析不同物體的一種重要的“身份證”。如果説肉眼光學成像只能看到物質的形狀、尺寸等資訊，光譜分析則可以通過“圖譜合一”探測物質的具體成分，不僅能探測一個地方有沒有礦，還可以分析是何種礦。

高光譜的優勢在哪？國家林業和草原局華東設計院的陸亞剛解釋稱，人眼看到的七色彩虹，高光譜能細分出幾十甚至幾百色呢。這有什麼用？還用顏色來舉例，我們肉眼能清晰分辨的顏色十分有限，但大自然的顏色千差萬別，病蟲害侵染初期的樹木，其樹葉顏色可能只比正常樹木略有不同，肉眼不一定分辨得出，但高分五號就能清晰分辨。也就是説，光譜波段多了資訊就多了，高分五號能識別物體之間更加細微的差別。

過去的很多衛星具有全色或多光譜觀測能力。多光譜彩圖比全色黑白圖提供的資訊多多了，而高光譜衛片將比多光譜衛片提供更詳細的光譜資訊。全色或多光譜觀測和我們肉眼類似，只能看到物體的大小形狀和簡單的顏色特徵，而通過高光譜遙感，我們能分析出物體的組成成分甚至內部缺陷。比如説，過去那噴了綠漆就想亂人眼的現象，高分五號一掃，全都露餡了；對探礦工作而言，高分五號衛星在天上一掃，礦産資源一覽無余。

中國林科院資源資訊研究所研究員譚炳香表示，高分五號首先可用於森林、草原的病蟲害等自然災害監測，它能通過光譜手段識別異常植被，甚至可進一步判斷病情、災情的輕重。它還可用於監測外來物種，以及濕地、荒漠等。

地球上不同的地物有自己獨特的光譜特徵，樹木也不例外，同一時空下，不同的樹種就有不同光譜特徵。譚炳香稱，目前，利用多光譜數據，人們僅能大致區分針葉林、闊葉林，天然林、人工林等，將來，隨著地物波譜庫的健全，利用高分五號的數據，可以對森林資源進行更加精細的分類，比如，不僅可以區分出楊樹林、白樺林，甚至可以分辨至樹種，這對森林資源監測、森林經營將非常有用。

另外，陸亞剛還提出，高分五號衛星可通過對大氣污染氣體、溫室氣體、氣溶膠等物理要素的監測，動態反映我國大氣污染狀況。那麼，同一時間，林區、草原上空的大氣污染狀況跟城區會不會有差別，到底有多大差別呢？過去我們試圖通過各種手段論證自然植被對環境污染的響應，今後，高分五號在天上一掃，量化的數據就足以説明一切了。

不過，以上僅是根據高分五號的理論指標進行的推測。付諸實踐之後的效果如何，還得取決於從高分五號獲取的數據品質。一切盡在期待中。

至於如何利用高分五號的數據，目前尚未可知。全國大部分省區都已設有高解析度對地觀測數據省級數據與應用中心。按照以往的慣例，中心會把高分專項的部分數據資源免費提供給行業用戶或普通公眾。