WorldView-3 卫星能为我们带来什么期待
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WorldView-3 卫星能为我们带来什么期待
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匿名 星期三，2014年4月2日
DigitalGlobe 是卫星影像提供领域的重要参与者，因此地球观测界对其新卫星 WorldView-3 的发射充满期待也就不足为奇了。该公司已经运营着一个在商业影像分析中广泛使用的卫星星座（QuickBird、WorldView-1 和 WorldView-2，http://www.digitalglobe.com/about-us/content-collection#overview）。但是，除了更多卫星能带来更大的地球表面覆盖范围这一明显优势外，WorldView-3 还将为这个领域带来哪些其他好处呢？
首先，让我们了解一些背景信息。与其姊妹卫星 QuickBird 和 WorldView-2 一样，WorldView-3（WV-3）是多光谱卫星。这意味着它观测地球反射的光时，会涵盖电磁频谱中许多不同频段（与 WV-1 不同，后者只观测一个频段，即全色波段）。通常这些波段位于光谱的红、绿和蓝色部分，外加一个位于近红外（NIR）区域的第四波段。RGB 三个波段使我们能够生成人眼可见的图像，而 NIR 波段则有助于划定诸如陆/海边界或识别云层等特征——基本上是任何我们预期温度会突然变化的区域。这就是 QuickBird 和许多其他商业卫星采用的方法。
WorldView-2 将这种方法更进一步，利用了可见光和近红外光谱（VNIR）中的 8 个波段。我在随附的表格中列出了所有这些卫星使用的波段。我们可以看到，除了标准的 RGB 和 NIR 波段外，WV-2 还有一些额外的波段——海岸蓝波段、黄波段、红边波段和第二个 NIR 波段。选择这些波段中的每一个都是为了对地表特定特征更敏感。例如，海岸蓝波段比传统的蓝波段对图像中的湿度更敏感，因此可以用来改进港口周围的水深测量。这些额外的波段对图像分析非常有帮助，因为额外的信息可以实现更精确的图像分类和分割，这些操作将由 ENVI 等分析软件执行。
WorldView-3 在 WorldView-2 取得的进步基础上更进一步，在光谱的短波红外（SWIR）区域增加了 8 个波段（http://www.satimagingcorp.com/satellite-sensors/WorldView3-DS-WV3-Web.pdf），同时保留了 WorldView-2 的 VNIR 通道（同样列于表中）。这使得 WV-3 能够观测比大多数其他商业卫星更广泛的电磁光谱范围，并让我们能够开始寻找物质的个体光谱特征。随附的图表展示了三种矿物的光谱特征。图表上的浅蓝色区域表示 WV-2 和 WV-3 覆盖的 VNIR 波段。浅红色区域表示 WV-3 新增的 8 个 SWIR 波段所覆盖的范围。这显示了新波段在电磁光谱中能穿透到多么远的范围。可以将图像中每个像素的光谱轮廓与光谱库（例如图中显示的反射光谱）进行比较，以对该像素中包含的材料进行分类。
这种自动光谱分类通常在 ENVI 中使用高光谱数据（来自包含数百个光谱波段的卫星）进行，获取这种数据有时成本高昂。然而，远程监测材料的能力对众多行业来说是无价的，例如在林业应用中，用户希望监测偏远地区的树木健康和虫害侵扰。WorldView-3 以更低的价格为用户带来了此能力的有限版本，因此我们仍然不能期望其具有高光谱卫星的精度，但这确实超越了我们可以从多光谱数据中提取特征的范畴。因此，我将遵循 Digital Globe 的市场营销说法，称其为"超光谱"。
WorldView-3 将在未来几个月内发射，因此首批数据可能在 2015 年初可用。作为 Digital Globe 的合作伙伴，我们一直在为此做准备。事实上，我们的母公司开发了安装在卫星上的 SWIR 传感器（http://www.exelisinc.com/news/pressreleases/Pages/Exelis-delivers-first-of-its-kind-commercial-payload-to-DigitalGlobe-for-WorldView-3-satellite.aspx）。数据一旦可用，就可以立即加载到 ENVI 中，因此我建议您密切关注进一步的更新，因为这款仪器看起来将是一个极好的补充。