民用陆地观测SAR卫星标准产品

我国民用陆地观测SAR卫星已形成涵盖L、S、C波段的多波段、多极化、多模式观测体系，标准数据产品根据数据处理程度的不同，分为L1A级、L1B级、L2级，处理系统默认生产级别为L1A级，可提供L1A级至L2级标准数据产品，满足不同用户对数据精度和处理程度的需求。其中，L1A级标准数据产品以双波段16位tiff形式存储，两个波段分别表示实部和虚部；L1B级标准数据产品以单波段16位tiff形式存储，表示雷达的幅度信息；L2级标准数据产品以单波段16位tiff形式存储，是在L1B级数据的基础上生产的系统级几何校正产品。标准产品分级与定义见表6。

自然灾害监测技术流程

在国内外发生地震、洪涝、滑坡、台风等重大自然灾害事件时，迅速启动灾害应急监测响应机制。坚持“时效优先、质量保障”的原则，在最短的时间内高效组织卫星任务编排、数据生产、数据预处理、灾害信息提取及监测成果上报等全流程工作，确保自然灾害监测的时效性与有效性。

（1）卫星成像任务

针对自然灾害特点，综合考虑卫星过境情况、天气状况、有效载荷约束以及成像任务冲突等情况，统筹调度卫星，制定卫星成像计划。采用多星联合任务调度和基于规则的启发式多星多载荷任务协同规划技术：根据自然灾害应急所需图像质量、时效性和覆盖特性等要求，构建恰当的收益函数和多星一体化任务规划模型，在此基础上研究整体优化和分解优化等不同求解策略，结合成像质量优先、响应速度优先、综合效益优先等多种观测策略，实现对区域目标的高效覆盖。

（2）融合数据处理

针对光学数据，根据不同区域、不同灾害类型，数据处理工作主要包括：数据裁剪、镶嵌、辐射定标、大气校正、正射校正、数据融合、数据配准等。对于较大区域的数据，需完成区域网平差工作，保障几何定位精度。在完成正射校正后，通常对较高空间分辨率的全色数据和低分辨率的多光谱数据进行融合处理，以获取高分辨率、多谱段信息的数据，有利于后续的灾害信息解译工作。

针对雷达数据，除完成辐射校正、几何校正等处理外，还可以结合轨道信息和相位信息，对灾害发生前后的数据开展干涉处理，以获取地表形变的定量参数。

（3）灾害信息提取

采用专家目视解译和定量化解译相结合的方式完成灾害数据的快速判读。通过图像代数法、变化向量分析、智能时序变化检测模型等手段对灾前—灾后数据开展变化检测，迅速定位受灾严重区域。对于较大的地表形变灾害，例如地震和滑坡，可以运用合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）反演精确到毫米级的地表形变量，或通过时序干涉技术研判地表长期的形变趋势，开展定量化解译分析。在灾害信息分析的基础上，完成专题图绘制，并形成相应分析报告，以支撑相关防灾减灾的决策工作。

民用陆地观测SAR卫星在自然灾害

监测中的应用

2024年，我国自然灾害以洪涝、地质灾害、台风等为主。全年自然灾害造成9413万人次受灾，因灾死亡失踪856人，直接经济损失4011.1亿元。面对频发的自然灾害，卫星遥感宛如一位能力超凡的“太空守护者”，凭借其广袤无垠的监测范围与丰富多元的数据类型，展现出无可比拟的独特魅力与显著优势，精准满足了自然灾害监测的紧迫需求，全方位、多尺度、多模态地为地球观测任务输送遥感信息，为自然环境守护和灾害防治救援筑牢了坚实可靠的数据根基。其中SAR卫星优点显著：具备全天时、全天候观测能力，不依赖自然光，在恶劣天气也能正常工作；穿透性强，可穿透云层、植被与浅层地表，精准识别地质灾害隐患；采用SAR技术，能实现高分辨率成像，且有多种成像模式；多参数、多极化观测，可获取丰富地物信息；干涉测量能捕捉地表形变，助力地形测绘。我国常见的自然灾害种类繁多，本文主要针对SAR卫星应用较多的地震、洪涝、滑坡、台风和绿潮共5类自然灾害监测进行介绍。

1.地震监测

地震是地壳在快速释放能量时引发的振动，并伴随地震波传播的自然现象。其灾害特点在于突发性和难以预测性，一旦发生强震，严重威胁人们的生命与财产安全。此外，地震还可能诱发火灾、洪水、泥石流等一系列次生灾害，进一步加剧灾情。

在地震灾害监测中，光学卫星能够迅速捕捉地震区域的影像数据，通过对比震前震后的图像，精准识别受灾范围等情况，为灾害评估提供科学依据。同时，SAR卫星则通过InSAR技术监测地震周边的地形形变，有效评估次生地质灾害风险。地震常发生在山区，L波段的长波能穿透植被冠层，同时也能更好地保持信号的相干性，生成可靠的干涉图。2025年1月7日，西藏日喀则市定日县6.8级地震监测中，利用陆地探测一号卫星2024年12月6日和2025年1月7日的SAR数据生成InSAR同震变形场（见图2）。此外，多源卫星协同工作，实现了全天时、全天候的实时监测，为地震灾害的应急响应、灾后评估与重建提供了强有力的技术支持和数据支撑。

图2 基于LT-1卫星定日县6.8级地震InSAR同震变形场

2.洪涝监测

洪涝灾害包含洪水灾害和雨涝灾害。洪水灾害多指因自然因素导致江河湖海水位猛涨进而泛滥成灾的现象；雨涝灾害是强降雨导致地表积水难排，进而淹没土地房屋的现象。二者在成因、表现和影响上各有特点却常相互关联，给人类社会与自然环境带来巨大威胁。

在灾害监测领域，云雨天气对光学遥感技术的制约突显出SAR卫星的独特应用价值。SAR通过主动发射微波信号并接收地表后向散射回波，使其具备全天时、全天候的对地观测能力，这种技术特性使其在阴云密布的洪涝灾害现场，仍能穿透云层获取地表信息。水体与陆地介质在微波波段的电磁特性差异，使得淹没区域在SAR影像中呈现显著的低后向散射特征，尤其是C波段对地表水高度敏感，这种物理特性为水体边界提取提供了理论依据。将灾害发生时获取的水体分布数据与历史基线数据进行空间叠加分析，能够精准量化洪水演进过程的空间格局，提升灾害应对的时效性和精准性。2025年7月26日至8月2日，北京市密云区遭受特大暴雨，引发严重洪灾。利用高分三号系列卫星2025年7月20日和2025年7月29日的SAR数据，对密云区水体覆盖变化情况进行提取分析，对比结果如图3所示。

图4 基于LT-1卫星泄流坡滑坡InSAR形变速率图

4.台风监测

台风是生成于热带或副热带洋面上的猛烈热带气旋，具有中心风力12级以上的特征，伴随强风、暴雨及风暴潮等灾害性天气。

我国台风主要发生于夏秋季节（7—9月为高发期），尤其在台风生成、发展及登陆阶段，常伴随强对流天气，光学卫星受云层遮挡难以持续监测，而C波段SAR卫星能直接穿透云层，获取台风内部结构数据，且支持多种成像模式和多极化探测能力，可根据监测需求灵活切换，为路径预测和强度评估提供连续支撑。图5为2025年7月第6号台风“韦帕”的高分三号卫星与高分三号03星的台风监测影像，清晰呈现风眼形态及其移动路径。

图6 基于GF-3卫星的黄海绿潮监测

我国民用陆地观测合成孔径雷达卫星从2012年首颗S波段环境减灾一号C星开启科研试验，直至2023年陆地探测四号01星以全球首颗高轨SAR卫星的姿态突破高轨成像的“世界级难题”，如今我国已形成覆盖L、C、S多波段、具备单星组网与星座协同能力的对地观测体系，为自然灾害监测提供了“全天时、全天候、高精度”的技术支撑。未来，随着技术创新的持续推进，借助人工智能与SAR技术的深度融合，通过多源数据的互相协同，监测体系将真正实现从“被动响应”向“主动预警”的升级，为自然灾害监测提供更加精准、及时的数据支持。

来源：《卫星应用》2026年第2期