光学遥感器定标技术已从曾经的应用分支壮大为遥感技术体系中的关键环节，并应用于气象卫星、测绘卫星等探测设备上。在中科院合肥研究院安徽光机所“一三五”战略规划中，这项技术是“五大重点培育”方向之一，旨在支持我国遥感定量化水平的实质性提升，以期实现这样的科学目标——
■记者 杨琪 通讯员 齐琼
碧空如洗，牧草离离。草原上矗立着一个半圆形的轨道，一台仪器沿着轨道缓慢地“爬行”。
这台仪器并不“孤独”，只要与它相联系的卫星经过，天地之间的“对话”便开始了——在科研人员的操作下，这台仪器采用光学遥感器定标技术给部分卫星搭载的相关仪器校正观测性能的变化。
安徽光机所供图
马年新春前，新出版发行的《大气环境光学学报》制作了一期“光学遥感定标技术及应用”专辑。中国科学院院士薛永祺特地为这个专辑写了一篇序言。
在序言中，薛永祺说：“在过去20多年中，我国逐步建立起了比较完整的光学遥感器定标技术体系，其中包括定标专业实验室和辐射校正场等基础设施，为我国遥感事业的发展发挥了重要的支撑作用。”
随着遥感规模扩大和应用深度的加深，光学遥感定标技术正在由一项“锦上添花”的辅助性技术上升为决定科学应用效果的关键技术。
目前这项技术已经成为遥感技术体系中的关键环节之一，应用在气象卫星、测绘卫星等探测设备上。
薛永祺同时指出，近年来，在国家一系列重大遥感科学计划的推动下，定标技术面临着提高精度、扩展功能和深化学科交叉的重要挑战和发展机遇。
基于30多年来在光学遥感定标技术方面的优势积累，中国科学院安徽光学精密机械研究所（以下简称安徽光机所）面向空间遥感技术的前沿和国家重大遥感计划的应用需求，将光学遥感定标技术作为“一三五”战略规划中的重点培育方向之一。
之所以如此重视，“正是立足于支持我国遥感定量化水平的实质性提升，以期实现从‘看得见’到‘看得清’‘看得准’的科学目标。”中科院安徽光机所副所长乔延利告诉《中国科学报》记者。
天地之间的“对话”
什么是光学遥感定标技术？它都有什么用途？实际上，这项看似陌生的高端技术早已服务于民生与国民经济发展。
在专家们看来，光学遥感定标系统就好似是一杆秤的刻度。刻度越精准，测量数据才会精准。
例如，天气预报中出现的云图，是由气象卫星成像仪在太空中拍摄而来，那么云的温度是多少？含水多少？云层高度又是如何？这些都是天气预报的重要数据。
而气象卫星搭载的测量因为部件老化、温度等条件不断发生变化，可能会使仪器观测能力发生变化。
那么如何保证观测数据更精准呢？专家告诉记者这就要不断地使用光学遥感定标技术进行校正，给气象卫星上采集云图数据的仪器一套标准。
进行光学遥感定标的科研场地也颇有讲究：当地气象条件晴好和干洁的大气，地表平整、均匀等。
此外，当进行光学遥感定标仪器与相联系的卫星“对上眼儿”，尽管一个遨游在太空中，一个矗立于地面，可是它们之间的“对话”却开始了：在科研人员的操作下，这台仪器便立刻链接电脑主机开始工作，采用光学遥感器定标技术给部分卫星负载的相关仪器校正观测性能的变化。
安徽光机所的中国科学院光学定标与表征技术重点实验室，近年来参与了我国几乎所有军民光学遥感器定标技术的研发和应用。
“我们的科研团队构建了定标基准、实验室定标、星上定标、场地定标以及定标数据处理等完整的技术链路，在新型定标方法探索和新型定标设备研发方面发挥着技术引领作用。”安徽光机所研究员郑小兵说。
近3年来，在定标技术方面，安徽光机所获得国家科技进步奖二等奖等省部级以上科技奖励就达4项。
创新成果“对接”高空
光学遥感定标技术应用也越来越广，与我们的生活也越来越近。
“资源一号”02C卫星是一颗填补中国国内高分辨率遥感数据空白的卫星。这颗卫星装有全色多光谱相机和全色高分辨率相机。
这颗已于2011年12月22日发出的卫星肩负着重要的任务：获取全色和多光谱图像数据，卫星观测数据可用于1：2.5万和1：5万比例尺土地资源、矿产资源、地质环境调查，以及国土资源、地质灾害应急监测等主体业务。
采集的数据，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、农业估产、水利监测、林业调查、海岸带及灾害监测、地震灾情监测等应用领域。
“精确的绝对辐射定标系数决定着其应用的广度与深度，在轨场地定标方法是获取高精度定标系数的有效方法之一。”郑小兵表示。
据记者了解，中国资源卫星应用中心与安徽光机所合作,利用敦煌辐射校正场基于地面同步测量实验，对资源一号02C卫星全色/多光谱传感器进行在轨绝对辐射定标。
2012年7月，该中心在新疆使用安徽光机所研制的人工靶标进行定标系数的验证工作。结果表明，定标系数可靠性高，可满足遥感数据定量化应用的需要。
目标是更清楚更准确
尽管面临的挑战不小，但机遇始终存在。在薛永祺院士看来，近年来，在国家一系列重大遥感科学计划的推动下，定标技术面临着提高精度、扩展功能和深化学科交叉的发展机遇。
经过多年努力，我国在“看得见”方面与发达国家的差距不断缩小，现在大家重点比拼的是谁看得“更清楚”和“更准确”，做好定标技术及其应用是关键因素之一。
发达国家在定标技术体系建设和系统资源整合的效率方面做得很有特色，值得我们借鉴，有利于突破目前我国单元技术不差，但整体效果不理想的局限。
这几年我国在定标技术方面的资源投入加大，研究人员队伍扩充，在经过量的充分积累后，可以预期我国遥感定标技术将会形成有自己特色的技术体系。
目前，人们已不满足于一次“看得准确”，要求始终“看得准确”，而且不同遥感器的观测数据还要能相互一致，这是定标技术面临的重要难题。
例如，单从精度而言，卫星气候观测的精度要求已逼近目前计量标准极限，在工程实现方面存在巨大的技术挑战。
“有些难题已不能单靠挖掘现有技术潜力来解决，可能需要引入一些基础物理方面的新成果，对定标的方法和实施流程进行重大的调整，国内外的科研团队正在进行各种可能性的尝试。”乔延利说。
《中国科学报》 (2014-03-03 第5版 创新周刊)