|
& Q+ y! v4 `; E
你见过什么样的地球？ 3 i$ R' D& v' N* S' l6 `: ?
是沧海桑田，生物繁衍不息？ / m1 ~' v1 X* t- f' y
是四季变幻，春雷冬雪交迭？
# v0 m1 H" {1 E& R/ ?/ x. t4 s 还是城市发展，万丈高楼平地起？
; \3 o6 S _2 E: a# [ 是否想过从太空中俯瞰地球会看见什么景象？ + `) f/ x$ M6 r) m$ b
也许青藏高原上镶嵌着一颗“蓝宝石”
, ~3 C, z$ `3 p$ I# R' f 也许沙漠中坐落着一弯“新月”
7 ~2 L: z" Y: x- x: o+ K1 a# H 也许岛屿不再是圆形，而是心形，“田”字形甚至日月环抱形 ! i5 s, j9 H% `0 S" S8 g
也许乡村麦田都是一幅幅光彩绚丽的油画 & p( i' D/ K" W2 b" `5 F4 U
...... Q2 R6 [2 o8 [/ l' Z" `
( K2 K* r" v4 v5 e4 y" M: _
那些最常见的景像换个视角就变成了另一道风景。是航拍吗？永不休止、夜以继日的无人机工作？其实是卫星遥感技术。
" a. R/ `) P( W( G7 H% q, }) [6 V 当架起摄像机，在南极的冰原上，拍摄冰川是如何断裂并且掉进大海里的；在太平洋上一年四季直播一个无人岛；被嘲笑是天方夜谭时，卫星遥感技术却做到了！能看到人类无法看到的宽广度和精细度，能看到人类无法看到的时空变迁。当然，作为BOSS级别的卫星遥感技术无需自己动手，其后有陆地卫星、海洋卫星和气象卫星三个打工人，兢兢业业，热血付出， 9 d2 C$ `) z( g# A, u
卫星遥感是什么？
, B2 y1 l- ]( P. P$ s5 N) G8 h! s 卫星遥感？火箭发射？？东方红一号？？？
, u) ^; d4 j: [5 R, S 说起卫星遥感，大家不免都有些陌生，但你一定知道“谷歌地球”吧，其实背后起强大作用的是——卫星遥感。
- U& F/ O9 i3 \7 Q! B% q 8 E3 i$ W. L$ T- A/ R/ L$ G& @
北京天安门广场遥感影像图|by 超擎影像云 ( Y0 b/ y0 M/ |, P7 c! j
卫星遥感是航天遥感的重要组成部分，也是现代航天技术的“集大成者”。如果非要说清楚卫星遥感是什么，那首先还是需要从遥感技术说起。 . G; E% b5 y6 A' i, u
+ m0 M6 ^9 @! _' s) V- D- Y% d" }1 {$ e
1 n* O% }- e6 ]. w+ _
8 ?1 p5 l; O; _3 H. ]. ~ 遥感是以航空摄影技术为基础，在20世纪60年代发展起来的一门新兴技术。早在1893年，人们就利用遥感技术成功的将拍摄事物记录在胶片上，这也是遥感发展的萌芽阶段；1903年飞机问世，航空摄影因此也迅速发展起来，实现了从空中对地拍摄，揭开了当今遥感技术的序幕。
1 ` ^# Q: z& R) j0 l 最初的航空遥感都是以飞机或者气球作为平台对地物目标进行观测和扫描。在1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造卫星，人们把遥感装置装在了卫星上，开始了利用无线电对宇宙空间进行侦察和探测，遥感技术也是进入了实用阶段。1972年美国发射了第一颗陆地卫星后，航天遥感时代正式到来。 9 Y/ B. l2 v7 g; @9 I' _
+ V, F2 N* n* V; Q+ C* k, t! K% R2 v 50年前中国发射的第一颗人造卫星”东方红一号“
/ m0 D$ u3 P0 P7 e 从遥感技术的发展阶段，我们可以发现一个共同特点就是非接触，远距离观测，类似于古代的“悬丝诊脉”。因此我们也经常把遥感定义为遥远的感知，就是泛指一切无接触的，远距离的探测。
0 L B& c( V( c8 H% ~% t; Q 举个 ：蝙蝠发射超声波，利用接受到的回波来判断障碍物的距离、方位和属性；响尾蛇利用红外线感知附近发热动物，进行猎食......它们都没有直接接触目标，而是通过接收某一些波段来识别判断。遥感技术也是如此，它是能够探测到紫外线、可见光、红外线以及微波等电磁波段。 5 c$ `: B$ l4 I& J
9 Q/ Y( S- U3 n1 _# i f
电磁波谱
$ {2 f, R: q1 P, Y0 D. r T 目前我们所说的遥感技术，也主要是指应用探测仪器探测，不与探测目标接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的一门空间探测技术。当然，这里的探测目标主要是指我们赖以生存的地球。人造卫星、火箭其实都是为”遥感技术“提供了一个施展拳脚的平台！ 8 r. u. T4 W; z6 c) G
结合遥感的概念，那么卫星遥感也就不难理解了，它以人造地球卫星为遥感平台，主要利用无线电、雷达等技术手段，从太空直接对地表目标实施观测、感知的综合性探测技术。目前，卫星遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、军事、环保等各个领域。
5 G) a- _% A. e% J2 h8 r) [: d 遥感卫星看变迁 / ^% n6 o( d8 x7 I: A9 g
上述提到的人造卫星其实是环绕地球飞行并在空间轨道运行一圈以上的无人航天器。与月亮这样的天然卫星不同的是，它需要依靠具有巨大推进力的巨型多级火箭送上太空。 / n9 r/ g4 l; A# z7 K: _- q
* B- D: w. M L: P
|- u; }3 o5 g; _, [
9 h ` T! n, P; V 2020年10月12日00时57分高分十三号卫星发射 - o! w1 M* W0 ?) X+ \
中国是于1970年4月24日发射了东方红1号人造卫星，截止2018年底，我国已成功发射500余颗人造卫星进入太空，如今，依然在地球轨道上运行的有289颗，未来10年，中国还将发射超过3600颗卫星。 ( P( y' k P, |+ L1 b/ u" [
也许有人会问：为什么要发射那么多颗人造卫星？其实不同的人造卫星，用途功能也是不同的。就像通讯卫星是不受地面状况限制，沟通万物，永不失联；北斗卫星则可以时刻导航，确定方位......因此，单从用途上，人造卫星就可以分为通信卫星、侦查卫星、遥感卫星、导航卫星、探测卫星等等。 ) }; k# A$ u3 [/ }- a7 |1 `$ ]
看见“遥感卫星”，又凌乱了，这难道和卫星遥感不是同一个？ 9 {% |' o0 j# B: y+ u% V. o% `
答案是：并非同一个。“卫星遥感”与“遥感卫星”傻傻分不清楚。卫星遥感它其实是一种集成的技术，而遥感卫星，就是一种装了遥感探测器，用于外层遥感平台的人造卫星，本质其实是人造卫星。可以在轨道上运行数年，且运行轨道可根据需要来确定。 0 I9 ~7 [) g% F: R) |8 V
卫星的运行轨迹路线决定了我们获取影像的区域范围。在规定的时间内，遥感卫星可以覆盖整个地球或指定的任何区域。当沿地球同步轨道运行时，它还能连续地，对地球表面某指定区域进行观测。 * N, ]" M- {- z8 g
4 J' r4 k# q1 g; O* E
1 C0 k0 @/ z h- i# l, ^/ p
* @9 ]8 n6 ^6 M# h, c8 l7 Y2 q' P/ R9 d 人造卫星对地观测运行轨迹
9 J0 }% x5 f- P 通过遥感卫星的观测，可以获取到大范围的数据影像信息，其获取信息速度快，周期短，是人工实地测量和航空摄影测量无法比拟的。并且，获取信息受条件限制少，在人类难以到达的沙漠、沼泽、高山峻岭、冰层下的水体等通过遥感卫星都能够及时的获取各种宝贵资料。着实是为人类解决了想要探索无人区，深海两万里等地的技术难题。
9 c) B# ~( B4 f/ v% J6 l" O 在根据对地观测的领域，遥感卫星是主要分为了陆地卫星、气象卫星和海洋卫星三种类型。
9 N1 `' D7 t% k- {) X& W, E" F ● 陆地卫星：探测地球资源与环境的人造地球卫星。主要用于地球陆地资源调查、监测与评价。应用极为广泛，是对地遥感卫星中的主要类型。具有获取信息范围广，观测对象多且精细，对空间分辨率、光谱分辨率要求较高的特点。 + J6 S- i& j; _3 B0 q
● 气象卫星：从太空对地球及大气层进行气象观测的人造地球卫星。主要用天气预报、气候预测、台风监测，洪涝灾害监测等。气象卫星观测范围广，观测次数多，时效快，观测数据质量高，不受自然条件和地域条件限制。 . i0 p5 t ]0 o/ o
● 海洋卫星：针对地球海洋表面进行观测的人造地球卫星。主要用于海洋温度场，海流、海浪、海盐等方面的动态监测。对遥感的光谱分辨率要求较高。
( C- b6 H S& S" i 像美国的Landsat、法国的SPOT、中巴合作的CBERS、欧空局的ERS，加拿大的雷达卫星Radarsat等都是属于陆地卫星。它也被称之为地球资源遥感卫星。1972年，美国发射了首颗地球资源遥感卫星，使人们认识到利用地球资源卫星寻找、开发、利用和管理地球资源是一种非常有效的手段，也拓宽了人类探索地球的角度。 : h* p0 p# W7 _: O, q( W6 o: I
2 ~5 |" z+ N# Y8 Y 陆地卫星|网络 ) R* X, F$ f+ f4 M5 B) n% b" ~2 H
气象卫星的发展其实相对来说是早于陆地卫星的，1978年就已经出现了第三代气象卫星。由于具有短周期重复观测，实时性强，成像面积大等特点，气象卫星的存在使得预报天气、降雨、温度等有了可靠的依据。目前具有代表性的气象卫星应该是中国的风云系列卫星。
* z# ^& v- m. O) D/ j ; v3 F; j, S" l3 f! Y8 }- G2 D
气象卫星|网络 1 g( [, p! B; v* q- v
而海洋卫星根据各用途不同也细分为了三个系列：海洋水色卫星系列（以可见光、红外探测水色水温为主），海洋动力环境卫星系列（以主动微波全天候探测海面风场、海面高度和海温为主）以及海洋监视监测卫星系列（以合成孔径雷达探测海面目标为主）。世界上第一颗海洋卫星是美国在1978年发射的Seasat-A。其他的海洋卫星还有美国的OUICKSCAT，印度的OCEANSAT-2以及我国的海洋一号，海洋二号以及海洋三号系列卫星。
' \0 O+ ^+ V1 ~ O9 z$ Z ' M8 o' g8 k9 _0 I$ L& }4 z q% I
海洋卫星|网络 2 ]8 C+ y: F% e; L4 j# X
此外，还有光学遥感卫星，微波遥感卫星、低轨卫星以及像我国的高分五号，吉林一号，国外的MODIS、IKONOS、Quick Bird、ASTER等高分辨率遥感卫星。 " P% q) n9 j3 L( Q) k
遥感卫星无疑是人类从太空中观测地球的“千里眼”，在800公里的太空中俯视着地球上的一街一城、一草一木，山河湖泊、城市变迁，并且影像足以高清，精细。 6 W3 b$ x' a+ }1 f) b
% [+ i+ [2 y. X
高分七号卫星拍摄真彩色融合的北京大兴机场分辨率亚米级
0 k3 T* [5 M0 k$ T1 o6 K 目前，我国遥感卫星高分系列的分辨率是已经突破了亚米级。作为国际遥感领域的“黄金数据”，亚米级遥感数据具有非常重要的应用价值和商业价值。
7 ?3 r; J l3 Y2 l 这样的高分辨率卫星能够高清的为我们展现这个世界上很多角落的细节，例如巴西的森林大火到底是真的还是假的？新冠疫情期间火神山雷神山究竟有着什么样的中国速度？北京大兴机场建设，深圳建区四十年究竟有什么样的时空变迁史？凡此种种，遥感卫星皆可让我们尽收眼底。
0 r! n8 }' h4 @) m, x ' ~+ K v3 z: d1 v* E
6 r+ d# s) e8 N+ G
' ?( ^# ?# I/ b$ G0 ^. L" a6 a
2015年-2019年遥感卫星见证北京大兴机场建设，世界级大空港“凤凰欲飞” ( R6 Y; g3 s" g! T! b( A( x9 V
7 P) \3 V3 R, W* R2 Q
6 N- ^+ ~ ^3 n; j! `
$ |( n: H- P6 _ 1984年-2018年深圳34年卫星影像变迁
, S/ T |! Q) p. r+ H! G X! q 这也是身处地球中的我们无论如何也无法依靠人眼角度来发现的。细看深圳建区的城市变迁卫星影像，从“边陲小镇”蝶变为“国际化大都市”的传奇让人惊叹。对比2009年与2017年的深圳宝安机场卫星影像，也不难发现，在2009机场还是一片裸地，设施不健全，而如今从太空俯瞰，机场飞机模型坐落，结构清晰。目前，宝安机场已经迈入了全球最繁忙机场行列，不断助力深圳腾飞。
8 f4 P8 j$ {, t D( o, S- b$ W* q" `" J
, E! L1 W% M2 V* f: B " J6 ~: X+ ^( T3 l! R& ?$ E
当然，这样的时空变迁，不仅仅在发生在深圳建区上，还有世界上最大的水电站三峡大坝的建成，江海湖泊水体变化，毛乌素沙漠变绿洲，北大荒变粮仓甚至于地球上万事万物的时空演变，遥感卫星无一例外的见证着这些人类见所未见的时空变迁场景。 # J0 o1 I' R) B+ i0 h
2 v/ o! u6 F' }
6 m; C1 a( Y" B. I$ ~
: ]1 m7 e0 a! y0 |. m9 Q7 O. d& j 三峡大坝的建设影像图 - ?9 l8 E1 X8 \, R9 o% y4 A
这样见所未见的场景其实还有很多，遥感卫星在它们有限的生命周期将不断带给我们惊喜。现如今卫星遥感技术也已经变得越来越贴近普通人的生活：用太空机位看国庆阅兵，用夜光遥感卫星捕捉疫情复工情况，真正的让人们实现了“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”。
" u! S, Y ?, Z9 P8 l- t7 {1 b 如今，我国卫星发展如今已经走过了四十多年历程，遥感卫星的数量也越来越多，呈现出了高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的“三高”特征。并且也是广泛应用于环保、监测、国土、规划等行业。
1 F: ~4 m' y: m( | 但是，如此多的遥感卫星都分别有什么样的特点呢，在各行各业中究竟有什么样的应用呢？下期将带你一起探索不同遥感卫星的特点与行业应用。 ' r1 M9 r ?! K f4 ?: d7 Z
: B3 u3 U/ j) j
8 t- K! e, \ U3 p4 |0 J7 `
5 I J; f1 t% Y4 F
! o2 Q; O% [+ o9 j6 q( A" X& J* q+ \ | 
