行星小編

那些最常見(jiàn)的景像換個(gè)視角就變成了另一道風(fēng)景。是航拍嗎？永不休止、夜以繼日的無(wú)人機(jī)工作？其實(shí)是衛(wèi)星遙感技術(shù)。

當(dāng)架起攝像機(jī)，在南極的冰原上，拍攝冰川是如何斷裂并且掉進(jìn)大海里的；在太平洋上一年四季直播一個(gè)無(wú)人島；被嘲笑是天方夜譚時(shí)，衛(wèi)星遙感技術(shù)卻做到了！能看到人類無(wú)法看到的寬廣度和精細(xì)度，能看到人類無(wú)法看到的時(shí)空變遷。當(dāng)然，作為BOSS級(jí)別的衛(wèi)星遙感技術(shù)無(wú)需自己動(dòng)手，其后有陸地衛(wèi)星、海洋衛(wèi)星和氣象衛(wèi)星三個(gè)打工人，兢兢業(yè)業(yè)，熱血付出

衛(wèi)星遙感是什么？

說(shuō)起衛(wèi)星遙感，大家不免都有些陌生，但你一定知道“谷歌地球”吧，其實(shí)背后起強(qiáng)大作用的是——衛(wèi)星遙感。

衛(wèi)星遙感是航天遙感的重要組成部分，也是現(xiàn)代航天技術(shù)的“集大成者”。如果非要說(shuō)清楚衛(wèi)星遙感是什么，那首先還是需要從遙感技術(shù)說(shuō)起。

遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。早在1893 年，人們就利用遙感技術(shù)成功的將拍攝事物記錄在膠片上，這也是遙感發(fā)展的萌芽階段；1903 年飛機(jī)問(wèn)世，航空攝影因此也迅速發(fā)展起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了從空中對(duì)地拍攝，揭開(kāi)了當(dāng)今遙感技術(shù)的序幕。

最初的航空遙感都是以飛機(jī)或者氣球作為平臺(tái)對(duì)地物目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)和掃描。在1957 年10 月4 日，蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造衛(wèi)星，人們把遙感裝置裝在了衛(wèi)星上，開(kāi)始了利用無(wú)線電對(duì)宇宙空間進(jìn)行偵察和探測(cè)，遙感技術(shù)也是進(jìn)入了實(shí)用階段。1972 年美國(guó)發(fā)射了第一顆陸地衛(wèi)星后，航天遙感時(shí)代正式到來(lái)。

遙感是以航空攝影技術(shù)為基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。早在1893 年，人們就利用遙感技術(shù)成功的將拍攝事物記錄在膠片上，這也是遙感發(fā)展的萌芽階段；1903 年飛機(jī)問(wèn)世，航空攝影因此也迅速發(fā)展起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了從空中對(duì)地拍攝，揭開(kāi)了當(dāng)今遙感技術(shù)的序幕。

從遙感技術(shù)的發(fā)展階段，我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同特點(diǎn)就是非接觸，遠(yuǎn)距離觀測(cè)，類似于古代的“懸絲診脈”。因此我們也經(jīng)常把遙感定義為遙遠(yuǎn)的感知，就是泛指一切無(wú)接觸的，遠(yuǎn)距離的探測(cè)。

舉個(gè)例：蝙蝠發(fā)射超聲波，利用接受到的回波來(lái)判斷障礙物的距離、方位和屬性；響尾蛇利用紅外線感知附近發(fā)熱動(dòng)物，進(jìn)行獵食……它們都沒(méi)有直接接觸目標(biāo)，而是通過(guò)接收某一些波段來(lái)識(shí)別判斷。遙感技術(shù)也是如此，它是能夠探測(cè)到紫外線、可見(jiàn)光、紅外線以及微波等電磁波段。

目前我們所說(shuō)的遙感技術(shù)，也主要是指應(yīng)用探測(cè)儀器探測(cè)，不與探測(cè)目標(biāo)接觸，從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特性記錄下來(lái)，通過(guò)分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的一門空間探測(cè)技術(shù)。當(dāng)然，這里的探測(cè)目標(biāo)主要是指我們賴以生存的地球。人造衛(wèi)星、火箭其實(shí)都是為”遙感技術(shù)“提供了一個(gè)施展拳腳的平臺(tái)！

結(jié)合遙感的概念，那么衛(wèi)星遙感也就不難理解了，它以人造地球衛(wèi)星為遙感平臺(tái)，主要利用無(wú)線電、雷達(dá)等技術(shù)手段，從太空直接對(duì)地表目標(biāo)實(shí)施觀測(cè)、感知的綜合性探測(cè)技術(shù)。目前，衛(wèi)星遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地質(zhì)、海洋、軍事、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域。

中國(guó)是于1970 年4 月24 日發(fā)射了東方紅1 號(hào)人造衛(wèi)星，截止2020年底，我國(guó)已成功發(fā)射500余顆人造衛(wèi)星進(jìn)入太空，如今，依然在地球軌道上運(yùn)行的有289顆，未來(lái)10年，中國(guó)還將發(fā)射超過(guò)3600顆衛(wèi)星。

也許有人會(huì)問(wèn)：為什么要發(fā)射那么多顆人造衛(wèi)星？其實(shí)不同的人造衛(wèi)星，用途功能也是不同的。就像通訊衛(wèi)星是不受地面狀況限制，溝通萬(wàn)物，永不失聯(lián)；北斗衛(wèi)星則可以時(shí)刻導(dǎo)航，確定方位……因此，單從用途上，人造衛(wèi)星就可以分為通信衛(wèi)星、偵查衛(wèi)星、遙感衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、探測(cè)衛(wèi)星等等。

看見(jiàn)“遙感衛(wèi)星”，又凌亂了，這難道和衛(wèi)星遙感不是同一個(gè)？

答案是：并非同一個(gè)。衛(wèi)星遙感它其實(shí)是一種集成的技術(shù)，而遙感衛(wèi)星，就是一種裝了遙感探測(cè)器，用于外層遙感平臺(tái)的人造衛(wèi)星，可以在軌道上運(yùn)行數(shù)年，且運(yùn)行軌道可根據(jù)需要來(lái)確定。

衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡路線決定了我們獲取影像的區(qū)域范圍。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，遙感衛(wèi)星可以覆蓋整個(gè)地球或指定的任何區(qū)域。當(dāng)沿地球同步軌道運(yùn)行時(shí)，它還能連續(xù)地，對(duì)地球表面某指定區(qū)域進(jìn)行觀測(cè)。

通過(guò)遙感衛(wèi)星的觀測(cè)，可以獲取到大范圍的數(shù)據(jù)影像信息，其獲取信息速度快，周期短，是人工實(shí)地測(cè)量和航空攝影測(cè)量無(wú)法比擬的。并且，獲取信息受條件限制少，在人類難以到達(dá)的沙漠、沼澤、高山峻嶺、冰層下的水體等通過(guò)遙感衛(wèi)星都能夠及時(shí)的獲取各種寶貴資料。著實(shí)是為人類解決了想要探索無(wú)人區(qū)，深海兩萬(wàn)里等地的技術(shù)難題。

在根據(jù)對(duì)地觀測(cè)的領(lǐng)域，遙感衛(wèi)星主要分為了陸地衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星和海洋衛(wèi)星三種類型。

●陸地衛(wèi)星：探測(cè)地球資源與環(huán)境的人造地球衛(wèi)星。主要用于地球陸地資源調(diào)查、監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。應(yīng)用極為廣泛，是對(duì)地遙感衛(wèi)星中的主要類型。具有獲取信息范圍廣，觀測(cè)對(duì)象多且精細(xì)，對(duì)空間分辨率、光譜分辨率要求較高的特點(diǎn)。

●氣象衛(wèi)星：從太空對(duì)地球及大氣層進(jìn)行氣象觀測(cè)的人造地球衛(wèi)星。主要用天氣預(yù)報(bào)、氣候預(yù)測(cè)、臺(tái)風(fēng)監(jiān)測(cè)，洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)等。氣象衛(wèi)星觀測(cè)范圍廣，觀測(cè)次數(shù)多，時(shí)效快，觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量高，不受自然條件和地域條件限制。

●海洋衛(wèi)星：針對(duì)地球海洋表面進(jìn)行觀測(cè)的人造地球衛(wèi)星。主要用于海洋溫度場(chǎng)，海流、海浪、海鹽等方面的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。對(duì)遙感的光譜分辨率要求較高。

像美國(guó)的Landsat、法國(guó)的SPOT、中巴合作的CBERS、歐空局的ERS，加拿大的雷達(dá)衛(wèi)星Radarsat等都是屬于陸地衛(wèi)星。它也被稱之為地球資源遙感衛(wèi)星。1972 年，美國(guó)發(fā)射了首顆地球資源遙感衛(wèi)星，使人們認(rèn)識(shí)到利用地球資源衛(wèi)星尋找、開(kāi)發(fā)、利用和管理地球資源是一種非常有效的手段，也拓寬了人類探索地球的角度。

氣象衛(wèi)星的發(fā)展其實(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)是早于陸地衛(wèi)星的，1978 年就已經(jīng)出現(xiàn)了第三代氣象衛(wèi)星。由于具有短周期重復(fù)觀測(cè)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成像面積大等特點(diǎn)，氣象衛(wèi)星的存在使得預(yù)報(bào)天氣、降雨、溫度等有了可靠的依據(jù)。目前具有代表性的氣象衛(wèi)星應(yīng)該是中國(guó)的風(fēng)云系列衛(wèi)星。

而海洋衛(wèi)星根據(jù)各用途不同也細(xì)分為了三個(gè)系列：海洋水色衛(wèi)星系列（以可見(jiàn)光、紅外探測(cè)水色水溫為主），海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星系列（以主動(dòng)微波全天候探測(cè)海面風(fēng)場(chǎng)、海面高度和海溫為主）以及海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)衛(wèi)星系列（以合成孔徑雷達(dá)探測(cè)海面目標(biāo)為主）。世界上第一顆海洋衛(wèi)星是美國(guó)在1978 年發(fā)射的Seasat-A。其他的海洋衛(wèi)星還有美國(guó)的OUICKSCAT，印度的OCEANSAT-2 以及我國(guó)的海洋一號(hào)，海洋二號(hào)以及海洋三號(hào)系列衛(wèi)星。

此外，還有光學(xué)遙感衛(wèi)星，微波遙感衛(wèi)星、低軌衛(wèi)星以及像我國(guó)的高分五號(hào)，吉林一號(hào)，國(guó)外的MODIS、IKONOS、Quick Bird、ASTER等高分辨率遙感衛(wèi)星。

遙感衛(wèi)星無(wú)疑是人類從太空中觀測(cè)地球的“千里眼”，在800 公里外的太空中俯視著地球上的一街一城、一草一木，山河湖泊、城市變遷，并且影像足以高清，精細(xì)。

目前，我國(guó)遙感衛(wèi)星高分系列的分辨率是已經(jīng)突破了亞米級(jí)。作為國(guó)際遙感領(lǐng)域的“黃金數(shù)據(jù)”，亞米級(jí)遙感數(shù)據(jù)具有非常重要的應(yīng)用價(jià)值和商業(yè)價(jià)值。

這樣的高分辨率衛(wèi)星能夠高清的為我們展現(xiàn)這個(gè)世界上很多角落的細(xì)節(jié)，例如巴西的森林大火到底是真的還是假的？新冠疫情期間火神山雷神山究竟有著什么樣的中國(guó)速度？北京大興機(jī)場(chǎng)建設(shè)，深圳建區(qū)四十年究竟有什么樣的時(shí)空變遷史？凡此種種，遙感衛(wèi)星皆可讓我們盡收眼底。

這也是身處地球中的我們無(wú)論如何也無(wú)法依靠人眼角度來(lái)發(fā)現(xiàn)的。細(xì)看深圳建區(qū)的城市變遷衛(wèi)星影像，從“邊陲小鎮(zhèn)”蝶變?yōu)椤皣?guó)際化大都市”的傳奇讓人驚嘆。對(duì)比2009年與2017年的深圳寶安機(jī)場(chǎng)衛(wèi)星影像，也不難發(fā)現(xiàn)，在2009 機(jī)場(chǎng)還是一片裸地，設(shè)施不健全，而如今從太空俯瞰，機(jī)場(chǎng)飛機(jī)模型坐落，結(jié)構(gòu)清晰。目前，寶安機(jī)場(chǎng)已經(jīng)邁入了全球最繁忙機(jī)場(chǎng)行列，不斷助力深圳騰飛。

當(dāng)然，這樣的時(shí)空變遷，不僅僅在發(fā)生在深圳建區(qū)上，還有世界上最大的水電站三峽大壩的建成，江海湖泊水體變化，毛烏素沙漠變綠洲，北大荒變糧倉(cāng)甚至于地球上萬(wàn)事萬(wàn)物的時(shí)空演變，遙感衛(wèi)星無(wú)一例外的見(jiàn)證著這些人類見(jiàn)所未見(jiàn)的時(shí)空變遷場(chǎng)景。

這樣見(jiàn)所未見(jiàn)的場(chǎng)景其實(shí)還有很多，遙感衛(wèi)星在它們有限的生命周期將不斷帶給我們驚喜?，F(xiàn)如今衛(wèi)星遙感技術(shù)也已經(jīng)變得越來(lái)越貼近普通人的生活：用太空機(jī)位看國(guó)慶閱兵，用夜光遙感衛(wèi)星捕捉疫情復(fù)工情況，真正的讓人們實(shí)現(xiàn)了“坐地日行八萬(wàn)里，巡天遙看一千河”。

如今，我國(guó)衛(wèi)星發(fā)展如今已經(jīng)走過(guò)了四十多年歷程，遙感衛(wèi)星的數(shù)量也越來(lái)越多，呈現(xiàn)出了高空間分辨率、高光譜分辨率和高時(shí)間分辨率的“三高”特征。并且也是廣泛應(yīng)用于環(huán)保、監(jiān)測(cè)、國(guó)土、規(guī)劃等行業(yè)。