2018年5月9日，我國高分專項中唯一一顆實現(xiàn)高光譜分辨率重要使命的對地觀測衛(wèi)星高分五號發(fā)射升空。

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

高光譜成像技術是指在寬的光譜范圍內(nèi)獲取觀測對象一定數(shù)量觀測點連續(xù)精細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”。

高光譜成像集觀測對象的幾何、輻射和光譜信息于一體，把傳統(tǒng)上的相機、輻射計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，定量地獲取觀測對象的組成成分和結(jié)構(gòu)信息，同時獲取觀測路徑上大氣等外在因素的相關信息。高光譜成像技術的這些顯著特點，使得其對復雜的觀測對象具有突出的識別和分類能力。

高分五號衛(wèi)星可見短波紅外高光譜相機在提高性能指標的同時，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）高光譜相機停止工作以來，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，將極大地推進和提升國際上高光譜成像遙感應用的發(fā)展水平。

作為“高分五號”衛(wèi)星六大主載荷之一，可見短波紅外高光譜相機是國際首臺同時兼顧寬覆蓋和寬譜段的高光譜相機，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個光譜顏色通道，顏色范圍比一般相機寬了近9倍，顏色通道數(shù)目比一般相機多了近百倍，其顏色寬度的精細化程度相當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，可以對地球上任何區(qū)域進行觀測，通過衛(wèi)星側(cè)擺可以對地球上同一個區(qū)域一周內(nèi)重復觀測一次。相機一天可獲取330個60Km寬40000Km長的高光譜成像條帶，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，將極大提高對全球陸地環(huán)境生態(tài)資源等的探測能力。與國際上經(jīng)典的高光譜相機相比，該載荷幅寬提高8倍，光譜數(shù)增加近百個，信噪比提升近4倍；與美國、德國、日本、加拿大等國際上當前發(fā)展的高光譜相機比較，其綜合性能和主要技術指標可保持5年以上的國際領先水平。

上海技物所研發(fā)團隊提出了基于視場倍增遠心成像和凸面光柵大平場度低畸變分光的高光譜成像方案，歷經(jīng)10年的技術攻關，突破了小F數(shù)大視場低畸變遠心成像、大平場度超低畸變精細分光、在軌高精度光譜輻射定標、大規(guī)模高幀頻紅外焦平面探測器等關鍵技術，完成了高光譜相機原型樣機、工程樣機、電性產(chǎn)品、鑒定產(chǎn)品、發(fā)射產(chǎn)品的研制。憑借從基礎機理到部件攻關再到整機集成的“全創(chuàng)新鏈”雄厚科研實力，實現(xiàn)了相機從核心芯片到整機關鍵部件的自主研發(fā)?？蒲袌F隊從機載MAIS、OMIS和PHI等高光譜成像儀器的研制成功到現(xiàn)在高分五號衛(wèi)星高光譜相機發(fā)射成功，已有近40年的歷程，幾代人的努力和夢想終成現(xiàn)實。

可見短波紅外高光譜相機可用于觀測葉綠素、藻膽素、木質(zhì)素、植被細胞和含水量、水體懸浮物、水汽和二氧化碳的強吸收帶、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)等多個領域遙感監(jiān)測方面的能力，助力美麗中國和富強中國的建設，使我國高光譜遙感技術再上新臺階，走在國際前列。

（看看新聞Knews記者：張幗霞 編輯：小虎）