徐文 曾湧 陈卫荣（中国资源卫星应用中心）

1 概述

环境减灾卫星星座是中国第一个用于环境与灾害监测预报的小卫星星座，是中国继气象、海洋、资源卫星系列之后发射的又一新型的民用卫星系统。环境减灾卫星由2颗光学卫星环境减灾一号A、B（HJ－1A/B）卫星和1颗雷达卫星环境减灾一号C（HJ－1C）卫星组成。

HJ－1A/B卫星于2008年9月6日以“一箭双星”方式成功发射，卫星由中国航天科技集团有限公司航天东方红卫星有限公司研制，中国科学院参加了有效载荷的研制任务。运载火箭由中国航天科技集团有限公司运载火箭技术研究院研制，太原卫星发射中心负责星箭发射。西安卫星测控中心负责测控任务，包括卫星测控任务和长期管理。地面系统由数据接收系统、地面数据处理系统、分发服务系统组成，中国科学院遥感地面站负责卫星数据的接收，中国资源卫星应用中心（简称资源卫星中心）负责数据处理、分发。应用系统由环境应用系统和减灾应用系统组成，应急管理部（原国家减灾委）和生态环境部（原环境保护部）共同负责卫星的业务运行管理。

资源卫星中心作为HJ－1A/B卫星的数据处理和分发服务负责单位，同时也是国家陆地观测卫星数据中心，肩负着我国陆地观测卫星数据集中处理中心、统一存档中心、统一分发中心的重要责任，为国家经济建设和社会发展提供宏观决策依据，为全国广大用户提供各类对地观测数据产品和技术服务。迄今为止，资源卫星中心负责运行和数据处理、归档和分发包含“资源”、“环境”、“测绘”、“高分”等系列民用卫星共计22颗，我国民用陆地观测系列卫星被广泛应用于国土资源、城市规划、环境监测、防灾减灾、农业、林业、水利、气象、电子政务、统计、海洋、测绘、国家重大工程等领域，为社会建设做出了巨大贡献。

2018年正值HJ－1A/B卫星发射成功及运行10周年，本文将总结和回顾卫星地面系统运行、数据分发服务以及数据应用等方面的成果和经验。

2 地面系统可靠运行，数据供给持续稳定

环境减灾卫星地面数据处理系统是我国第二代民用陆地观测卫星地面处理系统，也是第一代多星综合地面处理系统，由公共平台、数据处理、数据归档与信息管理、任务与有效载荷管理、数据分发、数据模拟与评价、应用示范与培训、定标场等1个平台、7个分系统组成。为了满足多星地面处理系统功能和性能的要求，同时根据计算机和信息技术的发展趋势，系统采用集中式存储管理、分布式处理的体系结构。

环境减灾卫星地面数据处理系统工作流程

环境减灾卫星地面数据处理系统是面向多星多任务的处理系统，不同于以往的单颗卫星数据处理系统，在设计和运行上具有以下特点和能力：数据处理环节的设计在过去单星处理系统的基础上，针对多星多任务的特点，进行了优化；同时，设计并实施了实时快速生成特需产品的能力，做到灾害发生时可以近实时提供标准化和特需影像产品；具有数据在线、近线、离线等多级存储模式，具有同城异地远程备份的能力，保证数据的安全性；具有对多颗卫星多种有效载荷实时监测和协调管理的能力，根据用户需求，结合卫星资源和地面站资源情况，进行多星多站联合的任务安排，合理利用星地资源。

此外，该系统还具有对卫星数据的模拟能力、数据产品质量的评价能力以及各种传感器的场地定标能力，进一步满足用户对产品质量和定量化应用的需求。

10年来，HJ－1A/B卫星地面处理系统一直可靠运行，处理完成了卫星下传的所有数据，并将原始条带数据和标准产品数据归档并永久保存。截至2018年7月31日，HJ－1A/B卫星已连续运行9年330天，安排工作计划545期，卫星累计成像16620轨，有效成像率94%。累计归档标准产品数据140余万景，容量约198TB，数据已基本有效覆盖全球。

为了进一步促进卫星数据的定量化应用，资源卫星中心每年在青海湖和敦煌组织开展卫星同步观测地面辐射定标试验，并将定标系数公开发布，方便用户开展定量化应用和研究工作。

HJ-1A数据归档情况表

HJ-1B数据归档情况表

3 分发服务方式多样，满足各类用户需求

环境减灾卫星数据服务实行主用户机制，即卫星数据优先满足主用户的行业需求。同时，根据国家数据政策，HJ－1A/B卫星数据面向全国用户免费分发。在这一数据政策激励下，环境减灾卫星数据在各行业、各区域得到了广泛的业务应用和研究应用。

面向日益旺盛的用户需求，根据用户的不同类型和不同条件，资源卫星中心建成了基于专线、电子政务网、互联网三网合一的数据分发体系。环境减灾卫星的数据分发方式主要通过光纤专线和国际互联网。

（1）光纤专线数据推送服务：面向主用户、行业部委用户及其他有数据高效获取需求的用户，实行主动的光纤专线数据推送服务，带宽1Gbit/s。

（2）国际互联网数据下载服务：面向所有用户提供互联网数据下载服务。

截至2018年7月31日，中国资源卫星应用中心共向各类用户分发HJ－1A/B卫星数据490.5万景，相当于覆盖我国国土面积6万余遍。其中HJ－1A卫星数据345.9万景，分发HJ－1B卫星数据144.6万景。

目前，资源卫星中心已向生态环境部（原环境保护部）、应急管理部（原国家减灾委）、水利部、国家气象局和国家林业局等5个部委提供了HJ－1A/B卫星光纤专线推送服务，累计推送数据近393万景。

HJ－1A、HJ－1B卫星数据专线分发情况表

此外，近98万景数据通过互联网等方式分发给各个行业，用户数量达1.1万，涉及单位数量3000余家。

各行业HJ－1A/B卫星分发情况表

4 应用成果丰硕，业务化应用需求广泛

HJ－1A/B卫星的各类载荷数据在国民经济的各个领域均得到了广泛应用，数据应用的深度和广度不断扩展。用户对卫星数据的应用逐渐从应用研究向业务化应用不断转变，水利、森林防火、国土、海洋多个行业部委用户和地方用户，已依托HJ－1A/B卫星数据建立了业务化应用中心，强有力地推动了我国遥感数据的业务化应用进程，为后续的高分辨率卫星数据应用推广奠定了坚实基础。

灾害应急领域应用

HJ－1A/B卫星在我国乃至国际各类灾害应急监测方面发挥了重要作用，主要应用方面包括森林火灾、冰雪灾害、地震、台风、旱灾、水灾等，为我国及其他灾害发生国家的救灾工作和灾害评估提供了重要数据支持和依据。

HJ－1A/B卫星联合观测具有幅宽大，覆盖范围广，重返周期短的特点，在火灾监测中发挥了重要作用。2009年至今，资源卫星中心与国家森林防火指挥部办公室（简称“防火办”）建立了战略合作伙伴关系，长期业务化运行合作，主要利用HJ－1A/B卫星为防火办提供我国重点林区重大森林火灾跟踪监测与灾后损失评估等服务。多年来，为防火办提供了200余幅森林火灾监测成果图，监测成果为防火办指挥扑火、及时了解火灾情况提供了可靠依据，有效缩短了火灾扑救时间。

基于环境减灾卫星的广西林火遥感监测图

环境保护领域应用

HJ－1A/B卫星在环境保护领域的应用主要包括水体质量监测、空气质量监测、自然保护区生态环境监测等。

基于环境减灾卫星的太湖水华分布图

水利领域应用

HJ－1A/B卫星在全国湿地资源调查、水利普查以及水体变化监测等方面发挥了重要作用。

(1)全国湿地资源调查项目

HJ－1A/B卫星数据应用于全国湿地资源调查中，采用遥感影像解译与实地野外调查相结合的方法，将面积大于8公顷的湿地进行调查摸底，为改善生态环境、加强生态建设、维护生态安全提供支持。

(2)全国水利普查水土保持普查

水利部第一次全国水利普查水土保持普查利用环境减灾卫星数据，进行影像数据加工和地表反射率产品生产，获取全国范围植被覆盖度，用于水力侵蚀和风力侵蚀类型的普查。

五大连池市湿地1∶100000分幅影像图

水土保持普查成果展示

海洋领域应用

环境减灾卫星数据可应用于海冰冰情监测、浒苔监测、海岸线变迁分析、海岛海岸带土地利用变化监测、海岸潟湖监测等海洋资源环境监测的各个领域。

基于环境减灾卫星影像的2003-2012年浙江省海岸线变化分布图

农业领域应用

利用HJ－1A/B卫星遥感数据可监测农作物分布、旱情、病虫害等，为农作物估产、农业病虫害防治和损失评估等提供依据。

2017年8-11月广西宾阳县水稻监测区NDVl等级分布图

5 结束语

HJ－1A/B卫星运行10年来，大幅提升了我国灾害和环境监测能力，有力支撑了环保和减灾多个业务系统的正常运行，填补了卫星动态监测与预报数据的空白，提升了我国遥感小卫星的技术水平，为国家的环保、减灾、水利、气象、林业等各个行业积累了大量的对地观测数据，促进了各行业遥感应用水平的提升，在国民经济社会发展各领域中发挥了重要作用，同时也为我国后续民用陆地观测卫星的建设发展提供了宝贵的经验。

随着HJ－1A/B卫星应用的不断扩展和深入，广大用户对长期稳定的数据源需求更加迫切。目前HJ－1A/B卫星已超期运行7年之久，建议后续卫星的研制尽快开展，以满足用户对数据源的持续性稳定性要求。