SDGSAT-1卫星热红外视角下的自然景观、人类活动与城市影像

2022 年9 月，可持续发展大数据国际研究中心发起了“SDGSAT-1 开放科学计划”，同时中国政府宣布其数据向全球开放共享。截至2024 年7 月，已有35 余万景影像数据面向全球开放共享，已为来自近100 个国家和地区的用户和科研人员提供了数据支撑，助力各国可持续发展目标监测和决策支持。

SDGSAT-1 是全球首颗可持续发展科学卫星，于2021 年11 月5 日成功发射。该卫星搭载了高性能微光、热红外和多谱段成像仪。通过三个载荷昼夜协同观测，实现对“人类活动痕迹的精细刻画”，揭示与人类活动和自然环境的相关可持续发展指标间的关联和耦合，以及人类活动引起的环境变化和演变规律，为表征人与自然交互作用的可持续发展目标研究提供支撑。这也标志着继我国气象卫星、海洋卫星、资源卫星、环境卫星和高分卫星等系列卫星之后，又一新的系列卫星——可持续发展系列卫星问世。

自然地物和人类活动均表现出不同的热特征，地表热能的分布和动态变化与人类社会经济活动、工业生产状况、地貌特征等息息相关，可以用于广泛的可持续发展研究。SDGSAT-1 的技术特点可为热相关可持续发展研究提供有力支撑：热红外成像仪可通过30m 分辨率识别地表0.2℃的温度变化，微光成像仪具备全球首创的同时获取10m 全色与40m 彩色微光影像的能力，多谱段成像仪可通过1 个红边与2个深蓝波段的设计，分别监测植被生长状态和水质情况。同时，三个载荷的成像幅宽均为300km，保证了全球数据的获取效能。

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《SDGSAT-1 卫星热红外影像图集》（郭华东主编. 北京 : 科学出版社, 2024. 9）是全球首部遥感三波段热红外影像图集，收录了全球118 处自然景观，人类活动与城市的热红外影像。通过这本图集，您将一窥SDGSAT-1 热红外视角下的江河湖海、山川丘陵、戈壁荒漠等自然景观，以及工业排放、港口机场与城市变迁等与人类活动密切相关的场景，有助于您更好地理解人类社会经济发展和自然环境在热特征方面的表现及其与相关可持续发展目标的关联。

图集内容由十个部分组成：

• “水体”部分展示了16 处水体热红外影像；

• “山脉”部分选择了6处山脉热红外影像；

• “农业用地”部分为8 处农业用地的热红外影像；

• “沙漠”部分展示了17 处沙漠的热红外影像；

• “火灾”部分为5 处火灾的代表性热红外影像；

• “海冰”部分展示了6 处海冰的热红外影像；

• “工业热源”部分为14 处工业热源的热红外影像；

• “城市”部分展示了31 处城市的热红外影像；

• “船只”部分为8 处船只集中海域的热红外影像；

• “数据产品”部分展示了7 处热红外数据产品影像。

本文每个部分精选热红外影像1幅以飨读者。每幅图均可以点击图片查看较大分辨率的图片；根据图内文字方向，有些图片请您横屏阅览。

湄公河三角洲位于东南亚，是由湄公河与其支流潘切河、拜公河和苏岱河在越南、柬埔寨和老挝三国交界处形成的一个广阔三角洲地区。该三角洲被认为是世界上最大的三角洲之一。湄公河三角洲地区的地形是由河流泥沙沉积形成的，土壤肥沃，适宜农业生产。除了农业，湄公河三角洲还以其丰富的渔业资源而闻名。夜间热红外图像中，海水与河水温度较高。

湄公河三角洲

水 体

青藏高原位于亚洲，是包括黄河和长江在内的众多重要河流的源头，同时因其广阔的冰川覆盖，青藏高原常被喻为世界第三极。青藏高原大部分全年气温低、太阳辐射高，地质环境复杂，地震频率高，有丰富的矿产和地热资源。三波段热红外图像中可见包括当穹错、达则错和吴如错在内众多高原湖泊。

青藏高原

山 脉

得克萨斯州位于美国南部，在面积上为美国最大州之一。州内基本属温带气候，南部部分地区为亚热带气候，适宜农业生产。得克萨斯州农业发达，居全美前列，主要农产品有棉花、高粱和水稻。其畜牧业为全国之冠，拥有美国最多的农场，其中养牛数量在全国领先。在热红外图像中，得克萨斯州的农业用地展现出整齐的规划，不同状态下的农田的温度也有差异。

得克萨斯州

农业用地

撒哈拉之眼位于毛里塔尼亚境内。撒哈拉之眼是一个巨大的同心圆，直径达到了48km，在太空上清晰可见。撒哈拉之眼海拔约400m，中心十分平坦，四周是一些矮山丘，远处是黄沙。此三波段合成的夜间热红外影像展示了夜间撒哈拉之眼与其他地方的热差异，清晰地刻画了夜间撒哈拉之眼的热分布。

撒哈拉之眼

沙 漠

西北地区是加拿大第二大的地区，面积广阔，人烟稀少。该地区气候高寒，接近北极圈，冬季温度可达到零下40℃。其首府为耶洛奈夫，区内有大熊湖、大奴湖、麦根士河等地标性景点。区域内野火常由闪电造成，对森林生态环境造成复杂影响。热红外图像中过火区域明显，可以协助野火监控。

西北地区（加拿大）野火

火 灾

喀拉海是北冰洋的边缘海，位于亚洲大陆西北部沿岸和新地岛、北地群岛之间。西通巴伦支海，东连拉普捷夫海，北接北冰洋。喀拉海区气候异常寒冷，几乎终年冰封。北地群岛位于喀拉海东部，将喀拉海与拉普捷夫海分隔开。群岛气候严寒，解冻期只有两个半月。植被主要是地衣和低矮灌木，动物稀少。

此图为2023 年3 月28 日在北极喀拉海东部北地群岛沿岸获取的SDGSAT-1 热红外数据单波段（10.3 ～ 11.3μm）伪彩色影像，以浅蓝到深蓝的冷暖渐变表示海冰与海水的温度变化。大片深蓝色带状区域是一个尺度较大的沿岸冰间湖，其间暴露出温度较高的海水以及薄冰，与较厚的浮冰产生鲜明的温度对比。在30m 分辨率下，海冰中细小的裂隙（冰间水道）也清晰可见，展现出丰富的细节特征。

喀拉海（北地群岛沿岸）

海 冰

该核电站位于乌克兰第聂伯河河畔，是乌克兰最大的核电站。在秋季夜间热红外影像中，植被覆盖区域表征为冷色调（蓝色或土黄色），水体表征为暖色调（红色），核电站水循环路径刻画清晰（红色）。

扎波罗热州核电站

工业热源

北京是中国首都、政治中心、国际交往中心，有世界超大型机场首都机场与世界级航空枢纽大兴机场，还有中国第一座军用机场南苑机场。北京地处中国北部、华北平原北部，东与天津毗连，其余均与河北相邻，境内流经的主要河流有潮白河、北运河等。成功举办夏奥会与冬奥会，是全世界第一个“双奥之城”。

城 市

纽约港是美国最大、最繁忙的港口。纽约港位于美国东海岸，包括纽约市五个行政区的港口设施，主要位于哈德逊河口至纽瓦克湾。作为国际性港口，纽约港也是文化交流的重要枢纽，承载着来自世界各地的人员和物资往来。纽约港周边地区包括许多著名的建筑和景点，如自由女神像、布鲁克林大桥等，成为纽约市的重要地标和旅游胜地。通过船只检测，可以看到大量船只聚集。

纽约港

船 只

河西走廊地处黄河以西、祁连山和巴丹吉林沙漠中间的甘肃省西北部，是国家生态安全屏障、全国特色高效农业示范区和丝绸之路重要开放廊道。从蒸散发（ET）空间分布特征可以看出，图中上部为河西走廊平原，地势平坦开阔，依赖水利开发和农业灌溉使其成为甘肃省主要粮食产区，也是区域水资源消耗区。下部为祁连山北麓，气候寒冷湿润，蒸散发明显低于河西走廊灌溉绿洲区，为区域水源涵养区和水资源形成区。

河西走廊

数据产品

这些热红外图像为全球气候变化、城市热岛效应及自然资源管理等研究提供了宝贵资料和数据支持，展现出空间观测技术服务2030 年议程实施的巨大潜力。

SDGSAT-1 是可持续发展卫星星座的首发星，为全球可持续发展目标监测、评估与研究提供了大量宝贵数据。为了直观展示SDGSAT-1 精确描绘地球表面的热环境分布与变化的能力，《SDGSAT-1 卫星热红外影像图集》展示了全球范围内超过100 个自然景观、人类活动和城市的热红外图像。这些影像数据反映了全球不同地区在昼夜和不同季节的温度分布与变化。该图集对于促进全球可持续发展目标的顺利实现具有重要意义和参考价值。希望该图集的出版能够为决策者、致力于热红外数据应用的研究人员以及地理爱好者提供有价值的信息，为实现全球可持续发展提供有益借鉴。

Csaba Kőrösi

第77 届联合国大会主席

2024 年8 月

本文摘编自《SDGSAT-1 卫星热红外影像图集》（郭华东主编. 北京 : 科学出版社, 2024. 9）一书“前言”“序言”，有删减修改，标题为编者所加。

审图号：GS京（2024）1707号

责任编辑：董 墨

本图集以SDGSAT-1 卫星热红外成像仪获取的30m 分辨率的三波段与单波段昼夜热红外图像为主要内容，分别收录了涉及到水体、山脉、农业用地、沙漠、火灾、海冰、工业热源、城市、船只和数据产品的共计118 个地点的热红外影像，并配文字介绍，展示自然环境中的热分布和其中人类活动的影响，反应了地表热环境的丰富动态。本图集既是一本具有科学价值和实用价值的热红外遥感影像集，也是一本具有艺术魅力和审美趣味的自然景观与人居环境图集，通过SDGSAT-1 卫星的眼睛，为读者提供一个独特的视角观察我们的地球。

本书可供遥感卫星技术和可持续发展科学研究相关的学者参考，也可以作为地球科学及社会科学爱好者的收藏、兴趣读物。

本图集以SDGSAT-1 卫星微光成像仪获取的10 m 分辨率的彩色夜间灯光图像为主要内容，分别收录了亚洲、非洲、欧洲、美洲、大洋洲共计147个城市的微光影像及其文字介绍，展示各城市夜晚的繁华与活力，反映城市人居格局与经济发展状况，折射出不同地域、不同风俗、不同文化背景下各城市的民族风情和底蕴。

（本文编辑： 刘四旦）

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