卫星测高50年：成就和趋势

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自1973年Skylab-3携带首颗试验性高度计发射升空，已过50年。

50周年之际，国际知名遥感杂志《Remote Sensing》在线发表了中国、希腊等海洋遥感学者撰写的综述论文“Satellite Altimetry: Achievements and Future Trends by a Scientometrics Analysis”。

作者根据SCI数据库Web of Science中收录的近五十年卫星高度计领域的8000余篇科学论文，全面回顾了自上世纪70年代以来，卫星测高走过的发展历程。作者统计了卫星测高的文章年度数量、应用领域分布、研究单位的地理分布特征、卫星测高知识体系网络、作者合作关系、引文共现等，并就前沿领域和今后的发展进行了展望。

图1：测高卫星在轨情况

在过去的50年里，卫星测高研究以惊人的速度发展，从最初每年发表不到10篇文献，发展到现在每年发表超过600篇文献，特别是中国学者发表的文献已超过了美国，跃居世界第一位。

图2：测高卫星相关研究论文数量演变

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研究表明卫星测高的研究领域在不断得到拓展，卫星测高早已不限于传统的海洋学和大地测量学，它已经普遍应用于陆地水文、冰冻圈、陆地地形，甚至森林和土壤监测。经过50年发展，测高精度已得到显著提高，空间/时间分辨率也不断缩小，测高研究的尺度不断向精细化发展。

图3：测高卫星研究领域

在全球卫星测高作者集群中，有很多来自我国或华人学者，他们和国内外科学家存在密切的合作，为我国卫星测高的各方面发展做出了突出贡献。

图4：测高卫星作者群体

50年间，卫星测高研究热点在逐渐的演变，从早期的雷达高度计理论研究，逐步进化到SAR高度计、GNSS-R，以及新一代宽幅高度计。趋势分析揭示了当前卫星测高的热点研究领域和新的测高技术密切相关。特别是预计将于2022年发射的SWOT任务，将使得卫星测高从“网格”过渡到“像素”分辨率阶段。研究表明，和人工智能、深度学习等跨领域合作也是未来发展的重点方向之一。

在揭示研究热点的同时，通过分析还发现一些卫星测高的应用领域出现显著的衰退，最明显的属于地球物理（大地测量）领域，该领域主要是应用测高数据分析重力场、海底地形和构造等，表明这个领域的研究可能已经趋于成熟，较难发现新的科学问题，或者当前问题无法通过现有的数据和技术解决。因此面对这种衰退的趋势，解决办法只有革新技术方法，发展新型测高卫星，提高海面高观测精度，以及寻求和AI等新技术的合作。

图5：卫星测高研究的知识节点

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