日本SAR卫星ALOS-4首图公开

xiaoqianWX

原文：https://www.jaxa.jp/press/2024/07/20240731-1_j.html
由Claude 3.5 Sonnet翻译，手动校对

先进雷达卫星"ALOS-4"搭载的
L波段合成孔径雷达(PALSAR-3)首次观测图像公开

观测宽度大幅扩大至200公里，以世界最高水平的分辨率(3米)进行观测 -
2024年(令和6年)7月31日

日本宇宙航空研究开发机构

日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)目前正在对2024年7月1日发射的先进雷达卫星"ALOS-4"进行初始功能确认操作。此次，我们公开了该卫星搭载的L波段合成孔径雷达(PALSAR-3)(※1)于2024年7月15日至17日(日本时间)首次获取的观测图像。

"ALOS-4"是首次在人造卫星上实现数字波束成形技术(※2)的雷达卫星，在保持前代"ALOS-2"高空间分辨率的同时，将观测范围扩大了最多4倍。预计与"ALOS-2"一起，将为灾害发生时的情况掌握、森林分布等环境观测以及海冰等海洋观测做出贡献。

■成功实现200公里宽度的观测


图1：
(左)"ALOS-4"PALSAR-3对关东地区和富士山附近的观测(分辨率3米，观测宽度200公里)，观测日期2024年7月15日
(右)"ALOS-2"PALSAR-2对富士山附近的观测(分辨率3米，观测宽度50公里)，观测日期2022年11月23日(用于比较)
※两幅图像在南北方向均显示70公里范围。

■关于数据高速传输

图2：PALSAR-3对富士山周边和东京市中心的放大图像(图1左侧红框部分摘录)

"ALOS-4"作为地球观测卫星，具有世界最高性能(截至2024年7月)的3.6 Gbps(1.8 Gbps×2系统)高速数据传输能力。这使得即使在产生大量数据的高分辨率(3米)观测中，也能够始终进行HH极化(水平发射-水平接收)和HV极化(水平发射-垂直接收)的双极化观测。图1和图2中的"ALOS-4"图像是由这两种极化数据合成的伪彩色图像，其中绿色表示植被，亮紫色和黄绿色表示城市区域，深紫色和黑色表示裸地或水面。极化信息使得更容易区分地表情况，有望用于灾害情况评估和森林砍伐监测等。

■未来计划
ALOS-4项目团队将与主要制造商三菱电机株式会社以及参与卫星运营的其他公司和机构一起，继续进行为期3个月的初始功能确认操作。确认"ALOS-4"和PALSAR-3具备规定功能后，将转入观测数据的初始校准验证操作阶段。

■招募业务运营商
此外，我们于7月30日开始公开招募"使用'ALOS-4'PALSAR-3观测数据的数据服务运营商"。详情请参阅以下URL：
https://www.satnavi.jaxa.jp/ja/news/2024/07/30/9597/index.html

※1
L波段合成孔径雷达PALSAR-3
L波段合成孔径雷达(PALSAR-3: Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar-3)是"ALOS-4"搭载的传感器，通过向地表发射电波并接收从地表反射的电波来获取信息。
PALSAR：搭载于"ALOS"(2006年发射)
PALSAR-2：搭载于"ALOS-2"(2014年发射)

※2
数字波束成形技术
这是一种在卫星上高速数字处理天线接收的电波，通过调整相位和合成信号，可以任意生成天线波束指向方向的技术。这使得"ALOS-4"能够同时形成最多4个方向的波束。

附件

■关于首次图像观测
在初始功能确认操作中，我们于2024年7月15日至17日(日本时间，下同)对"ALOS-4"搭载的L波段合成孔径雷达(PALSAR-3)进行了试验电波发射。
获取的观测图像如附件表1所示。
在初始功能确认操作中，我们正在依次确认"ALOS-4"的各种观测模式是否正常运行。

图像中的部分噪声是由于尚未根据轨道上设备性能进行地面处理调整造成的，我们计划在当前进行的初始功能确认操作和未来的初始校准验证操作中进行优化。

附件表1 首次观测图像概要
观测日期时间(日本时间) | 观测模式 | 观测地点 | 备注
① 2024/7/15 11:07 | 分辨率3米，观测宽度100公里 | 札幌千岁苫小牧 | 第一张图像
② 2024/7/15 23:38 | 分辨率3米，观测宽度200公里 | 关东地区~富士山附近 | 与正文图像相同
③ 2024/7/15 13:43 | 分辨率10米，观测宽度200公里 | 巴西朗多尼亚州附近 | 与PALSAR、PALSAR-2比较
④ 2024/7/16 21:10 | 分辨率1米×3米，观测范围35公里×35公里(聚光模式) | 法国巴黎周边 | 可进行最详细观测

■公开样本数据(供浏览)
我们在以下网站公开了本新闻稿中介绍的"ALOS-4"关东观测图像的样本数据(格式：GeoTIFF，像素间距：约20米)，可使用GIS(Geographic Information System：地理信息系统)软件等放大查看观测图像。正式的标准产品计划在初始校准验证操作结束后开始提供。详情请参阅以下URL：
https://www.satnavi.jaxa.jp/ja/news/2024/07/31/9609/index.html

■"ALOS-4"搭载PALSAR-3的观测①
分辨率3米，观测宽度100公里观测模式下的札幌千岁苫小牧观测图像(第一张)

"ALOS-4"搭载PALSAR-3的"第一张图像"
(札幌千岁苫小牧，高分辨率3米模式，观测宽度100公里，入射角约65度，HH极化)

PALSAR-3在进行初始功能确认时，于2024年7月15日上午11时07分左右使用高分辨率模式(3米分辨率)进行了首次观测，成功获取了图像。附件图1是这次观测获得的北海道(札幌千岁苫小牧)图像。PALSAR-3具有多种观测宽度和分辨率的观测模式，这次获取了100公里宽度的图像。

■"ALOS-4"搭载PALSAR-3的观测②
分辨率3米，观测宽度200公里(标准观测模式)下的关东地区~富士山附近观测图像

附件图2

"ALOS-4"PALSAR-3对关东地区和富士山附近的观测
(分辨率3米，观测宽度200公里)，观测日期2024年7月15日

附件图3

"ALOS-2"PALSAR-2对富士山附近的观测
(分辨率3米，观测宽度50公里)，观测日期2022年11月23日(用于比较)

附件图4


PALSAR-3对富士山周边和东京市中心的放大图像

附件图2是PALSAR-3于2024年7月15日晚上11时38分左右使用高分辨率模式(3米分辨率)获取的关东地区和富士山周边的观测图像。这是首次成功以3米分辨率模式进行200公里宽度的观测并获取图像。附件图3作为比较示例，显示了2022年11月23日"ALOS-2"搭载的L波段合成孔径雷达(PALSAR-2)的观测图像。附件图4是附件图2中红框部分(富士山周边、东京市中心周边)的放大图像。PALSAR-2和PALSAR-3都能在南北方向进行连续长距离观测，但这次仅显示了南北方向约70公里的范围。

"ALOS-4"在保持与"ALOS-2"相同的3米分辨率(卫星搭载L波段合成孔径雷达的世界最高分辨率)的同时，将观测宽度从约50公里大幅扩大到约200公里，实现了高分辨率和宽观测范围的结合，有望在大范围、同时多发的灾害发生时迅速掌握情况。此外，由于观测宽度扩大导致观测机会增加，可以常规性地对日本全境进行高频率的时间序列观测(白天和夜间观测各约20次/年)，预计将提高和活跃平时数据使用，如地面地壳变动和基础设施位移监测、农作物种植情况掌握、早期发现森林砍伐情况等。

此外，"ALOS-4"作为地球观测卫星具有世界最高性能(截至2024年7月)的3.6Gbps(1.8Gbps×2系统)高速数据传输能力。这使得即使在产生大量数据的高分辨率(3米)观测中，也能够始终进行HH极化(水平发射-水平接收)和HV极化(水平发射-垂直接收)的双极化观测。新闻稿正文中图1和图2的"ALOS-4"图像是由这两种极化数据合成的伪彩色图像，其中绿色表示植被，亮紫色和黄绿色表示城市区域，深紫色和黑色表示裸地或水面。极化信息使得更容易区分地表情况，有望用于灾害情况评估和森林砍伐监测等。

■"ALOS-4"搭载PALSAR-3的观测③
分辨率10米，观测宽度200公里下的巴西朗多尼亚州附近观测图像(持续观测的重要性)

附件图5：PALSAR(2007年)、PALSAR-2(2014-2015年)、PALSAR-3(2024年)对巴西朗多尼亚州附近观测图像的比较


附件图6：附件图5中红框部分的放大图


附件图7：附件图5的观测范围(红框)

PALSAR、PALSAR-2和PALSAR-3都是使用适合森林观测的L波段电波的合成孔径雷达。通过之前卫星积累的数据以及未来PALSAR-3的持续森林观测，有望为森林保护管理、与气候变化相关的森林分布时间变化和生物量估算等做出贡献。

附件图5是PALSAR、PALSAR-2和PALSAR-3使用高分辨率模式(分辨率10米)获取的南美巴西热带地区图像(附件图7的范围)。PALSAR-3能在一次观测中覆盖PALSAR和PALSAR-2需要3次观测才能覆盖的范围。附件图6是森林砍伐正在进行的地区的一部分放大图。这些图像与附件图4类似，使用双极化观测数据以伪彩色显示，其中绿色表示森林，暗色部分被认为是森林损失的地方。通过比较2007年PALSAR、2014-2015年PALSAR-2和2024年PALSAR-3的观测图像，可以看到暗色部分在扩大。这表明，为了了解地球环境的变化，需要与过去的观测数据进行比较，持续观测非常重要。

■"ALOS-4"搭载PALSAR-3的观测④
聚光模式(分辨率1米×3米，观测范围35公里×35公里)下的法国巴黎周边观测图像(详细观测)

附件图8：PALSAR-3对法国巴黎周边的聚光模式图像
(黄色框为PALSAR-2观测范围示意)
红框部分在附件图9中放大


附件图9：附件图8红框部分放大(巴黎市内和2024年巴黎奥运会主要场馆)

附件图8是PALSAR-3于2024年7月16日晚上9时10分左右使用聚光观测模式获取的法国巴黎周边观测图像。聚光模式将卫星前进方向的分辨率提高到1米，是"ALOS-4"能进行最详细观测的模式。与"ALOS-2"搭载的PALSAR-2可观测约25公里×25公里的范围相比，"ALOS-4"的PALSAR-3可观测约35公里×35公里，面积约为2倍。此外，PALSAR-3新增了在聚光模式下进行双极化观测的功能，与附件图4类似以彩色显示。附件图9是附件图8中红框部分（巴黎市内附近）的放大图，白色圆圈标示了2024年巴黎奥运会的主要场馆（（1）主会场斯塔德·德·法兰西，（2）拉沙佩尔门体育馆，（3）协和广场，（4）埃菲尔铁塔体育场，（5）王子公园体育场）。

renzhetegong

看起来全球各类地表数据又可以更新了。比如全球数字高程模型（之前ALOS-2推出过）