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碳匯簡單的說就是指森林(更準(zhǔn)確的是是生態(tài)系統(tǒng))吸收并儲存二氧化碳的多少，碳匯功能是重要的生態(tài)基本功能之一，而碳匯監(jiān)測則是用于判斷森林固碳能力的一種手段，對于環(huán)境保護(hù)有重要的意義。從某種程度來說，事實(shí)準(zhǔn)確的碳匯監(jiān)測本身也是在監(jiān)測我國雙碳目標(biāo)的完成情況。

但碳匯監(jiān)測這項(xiàng)工作卻并不容易。過去，想要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、準(zhǔn)確地衡量森林固碳能力，需要森林調(diào)查員跋山涉水，深入山林中實(shí)地進(jìn)行樹高和樹木胸徑測量，同時(shí)還需要結(jié)合大量的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，耗時(shí)耗力。這也就導(dǎo)致了傳統(tǒng)的碳匯監(jiān)測，信息更新周期長，并且因?yàn)楦鞣N環(huán)境限制，數(shù)據(jù)誤差也較大。這也是目前碳匯監(jiān)測工作存在的一個重點(diǎn)難題。

為了解決這個難題，我國于2015年正式啟動了陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星(以下簡稱“碳星”)研制計(jì)劃，準(zhǔn)備借助天基遙感手段來解決碳匯監(jiān)測難題。而就在最近，隨著碳星進(jìn)行太空在軌測試，原本困擾我們的碳匯監(jiān)測難題也或?qū)⒂卸狻?/p>

盡管碳星2015年才啟動研制，但背后的技術(shù)攻關(guān)，卻已經(jīng)有了10年的進(jìn)程，其中包括了碳星的核心技術(shù)“星載激光雷達(dá)總體技術(shù)”。激光雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與地面物體距離測量的重要手段，對于解決衛(wèi)星測量森林高度起到關(guān)鍵性作用。高分七號衛(wèi)星上便搭載有激光測高儀載荷。但碳星對于激光雷達(dá)的要求更高。由于森林樹高參差不齊，而碳匯測量對于測量數(shù)據(jù)的精確度有非常高的要求，因此需要保證測點(diǎn)密度來提升測量數(shù)據(jù)的全面性。為了解決這一需求，碳星激光雷達(dá)的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了半年仿真分析，最終才確定了5波束40赫茲重頻的激光雷達(dá)方案。

那么碳星的星載激光雷達(dá)性能有多強(qiáng)大呢？據(jù)了解，碳星一共載荷5個測距激光器，每個激光器的發(fā)射頻次均達(dá)到每秒40次，結(jié)合中控的協(xié)調(diào)，碳星具備了每秒發(fā)射測量激光200次的能力。

此外，碳星上海配備有“多角度、多光譜”遙感相機(jī)、超光譜探測儀和多角度偏振成像儀，能夠滿足樹木的幾何拍攝以及葉綠素?zé)晒夂痛髿鈿馊苣z的探測需要。

當(dāng)然這些只是功能性上的突破，碳星另一個重要突破是體積重量上的壓縮。由于火箭運(yùn)載對于衛(wèi)星的重量有很大的限制，但是強(qiáng)大的載荷顯然會使得衛(wèi)星的重量增加，因此想要把強(qiáng)大的碳星送上天，就需要先給它“減肥”。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，衛(wèi)星布局進(jìn)行了大規(guī)模的調(diào)整，除了合并共用結(jié)構(gòu)來節(jié)省空間外，更進(jìn)一步優(yōu)化了零件材料。

換言之，“碳星”開啟碳匯監(jiān)測天基遙感時(shí)代的背后，實(shí)際上是眾多技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破的共同成果，它是眾多技術(shù)共同突破的結(jié)晶，也值得我們?yōu)橹湴痢?/p>

關(guān)鍵詞： 激光雷達(dá) 測量數(shù)據(jù) 系統(tǒng)分析