高分四号卫星运行策略及灾害监测应用

高分四号卫星于2015年12月29日在西昌卫星发射中心成功发射，是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星，通过指向控制，实现对中国及周边地区的观测。作为世界首颗地球静止轨道中高空间分辨率光学遥感卫星，兼具地球同步观测、中高空间分辨率成像优势，在支撑日常条件数据获取基础上，凭借其快速响应能力强的优势，为灾害风险预警预报、林火灾害监测、地震构造信息提取、气象天气监测等业务补充了全新的技术手段，开辟了我国地球同步轨道高分辨率对地观测的新领域。

图1 高分四号卫星覆盖范围示意图

高分四号卫星常规观测模式主要有定点凝视、巡查模式、区域成像模式。常规情况时，卫星可实现两天对全国覆盖，定期对全国广域监测。在森林火灾易发季节，针对火灾易发区域进行轮巡监测。突发灾害监测时，采用高分四号卫星快速调度及高低轨卫星联合拍摄等策略。

常规任务中，综合各类用户的成像需求，提高卫星成像效率，进行全国区域成像。全国成像覆盖示意图如图2所示。实际运行过程中会结合卫星使用约束，在无特殊任务时，每天采用可见光近红外+中波红外模式拍摄全国的绝大部分区域，两天联合实现对全国区域完整成像。

图2 高分四号卫星全国成像覆盖示意图

在森林火灾易发季节，针对火灾易发区（如大兴安岭地区、云南森林地区等），高分四号卫星每日对高风险区域进行轮巡拍摄，一天安排5～6次高频密集拍摄。在满足高风险区域轮巡拍摄的基础上，剩余拍摄资源继续进行全国区域成像。以2021年4月末为例，高分四号卫星成像安排如图3所示。

图3 高分四号卫星成像安排示意图

通过高分四号卫星对高风险区域进行轮巡拍摄，可针对性地对潜在森林火灾区域定时获取数据，及时发现灾情，为救灾提供依据。同时在森林火灾发生时还可根据卫星使用约束进行加密观测。通过在轨民用陆地观测卫星资源，实现对灾害事件全过程跟踪监测。

现阶段各行业各用户均对自然灾害监测提出了大量的需求，而自然灾害具备突发性和不可预知性。灾害发生后需要及时做好应急资源的整合和筹划，以满足应急任务的实际要求。

根据灾害的进行程度，高低轨卫星可以适时、多次相互引导，联合拍摄。展现民用陆地观测卫星信息在灾害支援方面的作用。

2021年2月20日下午，山西省晋中市左权县发生森林火灾，并蔓延至河北省邯郸市境内。中国资源卫星应用中心使用高分四号卫星对左权县及周边进行大范围成像，及时获取火灾区域的中低分辨率影像。获取极轨卫星影像数据后，高分四号卫星仍高频次、长时间对左权县及周边进行成像（图4），动态监测事件发展情况，及时获取灾区有效数据提供给有关部门。

图4 根据高分四号卫星获取的位置信息，高分一号卫星拍摄的山西省左权县火灾影像

2020年8月26日，第8号台风“巴威”位于黄海南部海面，8月27日在辽宁省丹东市登陆。受此影响，辽宁、山东等地区遭受大风和强降雨侵袭，导致部分区域内涝严重，威胁当地居民生命及财产安全。中国资源卫星应用中心获悉后立即启动重大自然灾害应急响应机制，进行高分四号卫星快速调度，紧急安排对灾区进行观测（图5）。数据第一时间提供给相关用户。

图5 “巴威”台风高分四号卫星影像