浅谈资源一号02B卫星影像处理

第３０卷第３期２０１５年６月遥感信息ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＶｏｌ．３０，Ｎｏ．３Ｊｕｎ．，２０１５　收稿日期：２０１４－０５－１９ 修订日期：２０１４－０６－２７基金项目：国土资源部地质大调查项目（１２１２０１１３０４５３００）。

作者简介：张微（１９８０—），男，高级工程师，博士，主要从事遥感技术在矿产资源勘查和新构造运动方面的研究。

E -mail ：ｚｈａｎｇｗｅｉ＠ａｇｒｓ．ｃｎ资源一号ZY -１0２C 卫星图像在区域地质调查中的应用前景张微１，３，陈玲１，佟晶１，王雪２，杨金中１（１．中国国土资源航空物探遥感中心，北京１０００８３；２．中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京１０００８３；３．北斗航天卫星应用科技集团，北京１０００７０）摘要：资源一号０２Ｃ卫星已于２０１１年年底成功发射，该星搭载有全色多光谱相机和全色高分辨率相机，可同时获取全色和多光谱图像数据，在区域地质调查方面具有很大的应用空间。

该文以新疆哈密地区为例，采用资源一号０２Ｃ卫星数据开展遥感地质解译应用示范研究，从数据处理、构造信息提取、岩性识别等方面进行研究，并将结果与ＥＴＭ＋数据进行对比，对存在的问题进行了初步分析。

结果表明，资源一号０２Ｃ卫星在我国尤其是西部干旱-半干旱地区开展区域地质调查和资源勘查方面具有很大的应用前景。

关键词：资源一号０２Ｃ卫星；遥感地质解译；区域地质调查；资源勘查；构造信息提取；岩性识别doi ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３１７７．２０１５．０３．０１７中图分类号：ＴＰ７９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－３１７７（２０１５）１３９－００９３－０６Pros p ect Anal y sis of Re g ional Geolo g ical Surve y withUse of ZY -１0２C Satellite Ima g er yＺＨＡＮＧＷｅｉ１，３，ＣＨＥＮＬｉｎｇ１，ＴＯＮＧＪｉｎｇ１，ＷＡＮＧＸｕｅ２，ＹＡＮＧＪｉｎ-ｚｈｏｎｇ１（１．China Aero Geo p h y sical Ｓurve y ﹠Remote Ｓensin g Center f or Land and Resources ，Ｂei j in g １０００８３；２．Ｓchool o f Ｅarth Ｓciences and Resources ，China Universit y o f Geosciences ，Ｂei j in g １０００８３；３．The Ｂeidou Aeros p ace Ｓcience and Technolo gy Grou p ，Ｂei j in g １０００７０）Abstract ：ＺＹ-１０２ＣＳａｔｅｌｌｉｔｅｗｉｔｈｔｈｅｃａｍｅｒａｏｆｆｕｌｌｃｏｌｏｒｍｕｌｔｉ-ｓｐｅｃｔｒａｌｉｍａｇｅａｎｄｈｉｇｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｌａｕｎｃｈｅｄｉｎ２００１，ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｂｏｔｈｆｕｌｌｃｏｌｏｒｄａｔａａｎｄｍｕｌｔｉｓｐｅｃｔｒａｌｄａｔａａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｗｈｉｃｈｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｖｅｙ．ＴｈｅｐａｐｅｒｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｓｔｈｅｔｒｉａｌｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎｗｉｔｈｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅａｒｅａｏｆＨａｍｉ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎａｎｄｌｉｔｈｏｌｏｇｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄｆｉｎａｌｌｙｐｅｒｆｏｒｍｓａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｂｅｔｗｅｅｎＺＹ-１０２ＣｄａｔａｔｈｅＥＴＭｄａｔａ．ＴｈｅｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅＺＹ-１０２ＣｈａｓｇｒｅａｔｐｒｏｓｐｅｃｔｓｉｎｒｅｇｉｏｎａｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｖｅｙａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｔｈｅｗｅｓｔｅｒｎｄｒｏｕｇｈｔａｒｅａ．Ke y words ：ＺＹ-１０２Ｃ；ｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ；ｒｅｇｉｏｎａｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｕｒｖｅｙ；ｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ；ｌｉｔｈｏｌｏｇｙｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ0　引　言随着我国国民经济的快速发展和西部大开发的日益推进，加快了我国艰险地区的区域地质调查和资源评价进程，深入开展该地区的找矿规律和找矿方向的研究，阐明其成矿前景，对于加快我国经济发展、探明我国资源储量、改善人民生活水平等方面均具有十分重大的意义［１］。

中巴资源卫星特点中巴地球资源卫星（代号CBERS ）是1988年由中国、巴西在中国资源一号原方案基础上共同投资，联合研制的。

有效载荷舱有CCD 相机、红外扫描仪（也称红外相机）、宽视场相机、图像数据传输、空间环境监测和星上数据收集（DCS ）等分系统。

星上三种遥感相机可昼夜观察地球，利用高码速率数传系统将获取的数据传输回地球地面接收站，经加工、处理成各种所需的图片，供各类用户使用。

由于卫星设置多光谱观察、对地观察范围大、数据信息收集快，并宏观、直观，因此，特别有利于动态和快速观察地球地面信息。

中巴资源卫星项目是由多颗卫星组成的系列星,除了已发射的01星、02星,02B 星之外,03星、04星的研制工作也正在进行,而且后续05星、06星的研制项目也已经进入论证阶段。

CBERS-01中巴资源卫星CBERS-01 中巴资源卫星由中国与巴西于1999年10月14日合作发射，是我国的第一颗数字传输型资源卫星卫星参数：太阳同步轨道 轨道高度：778公里,倾角:98.5o 重复周期：26天 平均降交点地方时为上午10：30 相邻轨道间隔时间为 4 天扫描带宽度:185公里星上搭载了CCD 传感器、IRMSS 红外扫描仪、广角成像仪，由于提供了从20米—256米分辨率的11个波段不同幅宽的遥感数据，成为资源卫星系列中有特色的一员。

CBERS-02中巴资源卫星：CBERS-02星于2003-10-21发射成功,目前仍在运行。

CBERS-02卫星上有3个传感器:多波段摄像机 (CCD, charged coupled device)、宽视场成像仪 (WFI, wide-field imager)及红外多光谱扫描仪 ( IRMSS, infrared multi-spectral scanner)。

其中, CCD与WFI为可见光/近红外传感器。

CCD、WFI及IRMSS的一些参数如下。

卫星参数：CBERS-02B 中巴资源卫星:CBERS-02B 中巴资源卫星于2007年9月19日由长征四号乙运载火箭在太原卫星发射中心发射升空。

“环境一号”卫星遥感影像质量分析摘要：环境一号卫星A/B光学卫星星座是我国第一个小卫星星座，为我国各个行业的卫星遥感应用提供了大量可用数据。

本人通过随机抽取的卫星影像，利用多种计算机分析和人眼判定的方法，对卫星影像的质量进行了分析，获得其质量评定结果，并分析其应用范围。

其相关结果可以给环境一号卫星的应用提供借鉴，也为未来我国发展多光谱宽幅中分辨率遥感卫星提供参考。

关键词：环境一号遥感影像分析0 前言环境一号A/B星是我国第一个遥感卫星小星座，从2008年9月发射至今已经在轨运行6年，超期服役3年，为我国环境保护、土地利用、农林监测和水资源保护等工作提供了大量遥感数据。

环境一号A /B星的寿命即将终止，本文根据多个科研项目，评估环境一号星A /B的数据质量，分析其应用范围，为我国未来中分辨率遥感卫星规划提供参考。

1 环境一号遥感卫星星系概况环境一号卫星遥感减灾卫星星系由环境一号A星和B星组成，两颗卫星于2008年9月6日发射升空并于2009年4月在轨交付使用。

A星和B星采用相同的卫星平台，A星和B星都搭载了分辨率达30m的CCD高分辨率相机，另外，A星还搭载了一台 RSI相机，B星搭载一台HSI相机。

由于单颗卫星的卫星周期时间是4天，A星与B星轨道差180度，因此两颗卫星组成的卫星星系，其获取地球上同一点的CCD影像周期是两天。

CCD相机是两颗卫星的统一装备，从影像用途上看，CCD高分辨率遥感影像是应用范围最广的设备，因此分析环境一号遥感卫星星系的CCD影像，对于推广环境一号遥感数据的普及应用都有重要意义。

2.影像特点和处理流程环境一号A/B遥感卫星CCD数据多光谱数据包括4个波段的光谱，即第1蓝光波段、第2绿光波段、第3红光波段和第4近红外波段。

一般真彩遥感影像均通过3、2、1三波段影像合成和4、3、2影像合成获得最终影像。

本次研究主要采用了3、2、1波段合成影像。

影像数据处理过程包括光谱影像合成、影像纠正、影像增强处理和DEM融合，各个步骤主要工作如下：（1）影像融合利用3、2、1三个光波段的影像，分布置于红、绿、蓝处理端，进行影像合成操作，获得接近真彩影像的合成影像；（2）影像几何纠正环境一号卫星影像的原始数据（二级产品）定位误差较大，需要利用控制点成果对影像进行重新纠正，本次研究项目所有影像纠正都是每幅影像利用7个以上的地面特征点进行二次多项式纠正。

国内外资源卫星参数简介国内资源卫星资源一号卫星04星（CBERS-04）于2014年12月7日在山西太原卫星发射中心成功发射。

CBERS-04卫星共搭载4台相机，其中5米/10米空间分辨率的全色多光谱相机（PAN）和40米/80米空间分辨率的红外多光谱扫描仪（IRS）由中方研制。

20米空间分辨率的多光谱相机（MUX）和73米空间分辨率的宽视场成像仪（WFI）由巴方研制。

多样的载荷配置使其可在国土、水利、林业资源调查、农作物估产、城市规划、环境保护及灾害监测等领域发挥重要作用。

CBERS-04卫星轨道参数CBERS-04卫星有效载荷技术指标高分二号（GF-2）卫星是我国自主研制的首颗空间分辨率优于1米的民用光学遥感卫星，搭载有两台高分辨率1米全色、4米多光谱相机，具有亚米级空间分辨率、高定位精度和快速姿态机动能力等特点，有效地提升了卫星综合观测效能，达到了国际先进水平。

高分二号卫星于2014年8月19日成功发射，8月21日首次开机成像并下传数据。

这是我国目前分辨率最高的民用陆地观测卫星，星下点空间分辨率可达0.8米，标志着我国遥感卫星进入了亚米级“高分时代”。

主要用户为国土资源部、住房和城乡建设部、交通运输部和国家林业局等部门，同时还将为其他用户部门和有关区域提供示范应用服务。

GF-2卫星轨道和姿态控制参数高分一号（GF-1）卫星搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机，四台16m分辨率多光谱相机。

卫星工程突破了高空间分辨率、多光谱与高时间分辨率结合的光学遥感技术，多载荷图像拼接融合技术，高精度高稳定度姿态控制技术，5年至8年寿命高可靠卫星技术，高分辨率数据处理与应用等关键技术，对于推动我国卫星工程水平的提升，提高我国高分辨率数据自给率，具有重大战略意义。

GF-1卫星轨道参数GF-1卫星有效载荷技术指标环境与灾害监测预报小卫星星座A、B、C星（HJ-1A/B/C）包括两颗光学星HJ-1A/B和一颗雷达星HJ-1C，可以实现对生态环境与灾害的大范围、全天候、全天时的动态监测。

中巴资源卫星遥感影像解译数据主要做什么卫星遥感应用的？中巴资源卫星主要用户是国土资源部、住建部、交通运输部、林业局、农业局、海洋局、调查局、环境部门等企事业单位,详情可咨询广西善图科技有限公司技术部。

中巴地球资源卫星中巴地球资源卫星是1988年中国和巴西两国政府联合议定书批准，由中、巴两国共同投资，联合研制的卫星（代号CBERS）。

1999年10月14日，中巴地球资源卫星01星（CBERS-01）成功发射，在轨运行3年10个月；02星（CBERS-02）于2003年10月21日发射升空，目前仍在轨运行。

资源一号02B2004年中巴两国正式签署补充合作协议，启动资源02B星研制工作。

2007年9月19日，卫星在中国太原卫星发射中心发射，并成功入轨，2007年9月22日首次获取了对地观测图像。

02B星是具有高、中、低三种空间分辨率的对地观测卫星，搭载的2.36米分辨率的HR相机改变了国外高分辨率卫星数据长期垄断国内市场的局面，在国土资源、城市规划、环境监测、减灾防灾、农业、林业、水利等众多领域发挥重要作用。

2007年10月29日，国防科工委与国土资源部签署协议，国土资源部成为资源02B星的主用户。

02B星有效载荷及性能指标资源一号02C资源一号02C卫星（简称ZY-1 02C）于2011年12月22日成功发射搭载有全色多光谱相机（P/MS）和全色高分辨率（HR）相机，主要任务是获取全色和多光谱图像数据，可广泛应用于国土资源调查与监测、防灾减灾、农林水利、生态环境、国家重大工程等领域。

资源一号02C卫星基本参数资源02c卫星_2.36m影像资源二号中国资源二号卫星于2002年10月27日，在太原卫星发射中心用“长征四号乙”运载火箭送入太空。

“资源二号”是传输型遥感卫星，主要用于国土资源勘查、环境监测与保护、城市规划、农作物估产、防灾减灾和空间科学实验等领域，存档数据非常全面，完全能够满足不同用户的需求。

中巴资源卫星数据处理技术流程中巴地球资源卫星（代号CBERS）是1988年由中国、巴西在中国资源一号原方案基础上共同投资，联合研制的。

有效载荷舱有CCD相机、红外扫描仪（也称红外相机）、宽视场相机、图像数据传输、空间环境监测和星上数据收集（DCS）等分系统。

星上三种遥感相机可昼夜观察地球，利用高码速率数传系统将获取的数据传输回地球地面接收站，经加工、处理成各种所需的图片，供各类用户使用。

由于卫星设置多光谱观察、对地观察范围大、数据信息收集快，并宏观、直观，因此，特别有利于动态和快速观察地球地面信息。

我中心2006年底至2007年初围绕中国海岛和海岸带区域收集了中巴资源卫星数据457景，经过解压缩、图层合并、添加投影、几何校正、色彩平衡、拼接、投影转换等处理，最后形成了覆盖中国海岛海岸带地区，时间分辨率为2006至2007年的中巴资源卫星资料82景。

下面对数据处理的具体流程进行详细说明。

1、解压缩、图层合并、添加投影下载的原始数据为压缩格式，首先需要对数据进行解压缩。

数据为经过辐射校正和系统几何校正的二级产品。

每景数据解压后一般包括6个文件，其中5个为CCD相机5个波段对应的数据文件，另外一个为数据的说明文件，名称一般为GSMF.ODL。

解压后的5个波段文件是分别存储的，为了下面处理和应用的方便，需要把5个波段对应的不同图层的文件合并成一个。

合并后的文件名称为：其中，成像时间在数据说明文件中查找。

分别为ACQ_YEAR、ACQ_MONTH和ACQ_DAY。

景号规定为原始下载数据名称的后五位代码。

5个波段的分层数据在ENVI或其他通用软件中读取时是无法识别投影信息的，需要根据数据说明文件中的有关数据进行重新设置。

需要设置的内容具体包括投影类型、坐标系、带号、像元大小，以及图像左上角点的坐标值。

其中，图像左上角点的坐标值在说明文件中对应的是：BEGIN_GROUP=PRODUCT_UL_CORNER；GEOGRAPHIC /*[2]*/ ={114.935521239, 41.3930738151}；MAP /*[2]*/ ={327405, 4584450}；大括号中对应的值因图像的不同而相应改变。

2019年9月12日11时26分，我国在太原卫星发射中心使用长征四号运载火箭，成功将5米光学业务卫星送入预定轨道，该星可有效获取宽幅高光谱及多光谱数据，进一步完善了自然资源卫星观测体系，并将与后续系列卫星组网，形成全球领先的业务化对地光谱探测能力。

自然资源部总工程师程利伟到现场慰问参研参试人员。

5米光学业务卫星为我国空基规划中的重要型号，由自然资源部主持建造，并对该业务卫星工程建设负总责，自然资源部国土卫星遥感应用中心为项目法人，直接负责工程建设管理，中国空间技术研究院、中国航天科技集团公司第八研究院承担卫星和运载火箭研制。

该卫星运行于太阳同步轨道，设计寿命5年，通过所搭载的两台相机，可有效获取115公里幅宽的9谱段多光谱数据以及60公里幅宽的166谱段高光谱数据，其中全色谱段分辨率可达2.5米、多光谱为10米、高光谱优于30米，高光谱载荷可见近红外和短波红外光谱分辨率分别达到10纳米和20纳米。

该星作为我国自主建造并成功运行的首颗民用高光谱业务卫星，是国家民用空间基础设施中新型对地观测卫星发展的又一重要成果。

5米光学业务卫星在承接02C卫星能力的基础上从姿态机动、图像质量等方面全面提升了卫星的功能性能。

其中，多光谱谱段由4个扩展为8个，并将幅宽增加一倍；高光谱相机充分继承“高分五号”高光谱相机成熟技术，并针对自然资源主体业务需求进一步优化，信噪比等部分核心指标处于国际领先水平。

此次成功发射运行将进一步拓展我国自然资源调查监测技术手段，大幅度提高山水林田湖草等自然资源定量化调查监测能力，支撑及时掌控自然资源数量、质量、生态状况及变化趋势。

卫星光谱分辨率更高，在生态环境监测、土壤质量评估、地质矿物填图、地表水和冰川监测等方面发挥重要作用，是推动自然资源事业高质量发展的重要科技支撑，并可广泛应用于应急管理、生态环境、住房与城乡建设、交通运输、农业农村、林业草原等相关领域。

5米光学业务卫星投入使用后，将与高分五号卫星开展协同观测，并将与后续卫星组成在陆地资源中分卫星星座，进一步提升覆盖与重访能力。

2021年第10期
卫星应用图3 “利奇马”台风GF-4卫星全色影像图
（2019-08-09 ）
图4 亚马孙地区森林火灾GF-2卫星图像
4．国际合作
我国自2007年加入空间与重大灾害国际宪章（CHARTER），作为该组织的正式成员，向受灾国家或地区提供卫星数据资源。

多年来，我国多次为世界灾害提供监测服务，先后为澳大利亚森林火灾、“莫拉克”台风、玻利维亚洪水、智利地震、巴基斯坦洪水、日本地震海啸等提供卫星遥感数据。

巴西境内有“地球之肺”之称的亚马孙热带雨林发生特大森林大火，大火绵延巴西数个州，持续数星期，给环境带来损坏，引发多国关注。

中国资源卫星应用中心启动重大自然灾害应急响应机制，迅速成立应急小组，紧急安排GF-1、GF-2卫星对灾区进行观测，图4为GF-2卫星获取的火灾情况。