关闭广告

约5.1亿平方公里的地球:卫星如何实现高效高清晰观测?

中国科普博览2025-08-19 12:00:021317人阅读

在首篇中,我们了解到卫星如何利用特定波段穿透大气层拍摄地表。然而,地球从未静止——从早晨到夜晚、从四季更替到灾害突发,时时刻刻都在变化,植被在生长,江河在流动,城市在扩张,大气在翻滚。这些持续变化的细节,都需要卫星“反复观察”才能记录下来。

过去,我们靠的是地面拍照、航空摄影或实地巡查。但是,这种记录方法往往滞后、局限、代价高。而如今,遥感卫星就像“天上的摄像机”,悄然记录着地球的动态变化,一张接一张地拍下“连续剧”般的影像,为科研、农业、城市管理、应急响应提供关键依据。

但地球面积庞大,约5.1亿平方公里,天气多变,地形复杂。卫星如何做到“天天拍、张张清”,并捕捉到细节变化?这背后依赖的是一整套高频成像技术和观测体系的支撑。

卫星的重访周期:多长时间再次拍摄同一区域?

要想做到“连拍”,关键在于重访周期,也就是一颗卫星多长时间能再次拍摄同一个区域。早期的遥感卫星,重访周期约为16天一次;如今,中国的“高分一号”通过部署多颗同型号卫星组成“星座”,将重访时间压缩到每天甚至数小时一次。

高分一号卫星系列包含四颗卫星,该系列的首颗卫星于2013年发射,随后在2018年以“一箭三星”方式发射了同款的高分一号02、03、04卫星。该系列卫星搭载了两台2m分辨率全色和8m分辨率的多光谱相机,四台16m分辨率多光谱相机,可以实现对全国任意区域每天至少一次成像。卫星多、轨道密、配置巧,这种星座编队就是地球“动态观察”的基础。



高分相机与宽幅相机关键参数对比

(表格来源:自然资源卫星遥感云服务平台)

卫星拍摄的清晰度:到底能不能拍到车牌?

除了数量上的密集,拍摄是否清晰也尤为关键。这里我们以一个公众最常问的问题为例展开解释:遥感卫星能不能拍到车牌号?

从理论上,部分商业或军事级遥感卫星的分辨率已经逼近可以看清车体或轮廓,但要清晰读出车牌号,仍非常困难,主要受限于三个方面。

首先是分辨率限制。遥感图像的分辨率通常指一个像素代表地面多大面积。以我国的“吉林一号”高分辨率卫星为例,其分辨率可达0.5米,它所拍摄的图像中每个像素覆盖地面上的0.5米×0.5米,区域已能分辨出车、船、建筑物、树冠等目标轮廓。但要分辨车牌这样十几厘米甚至几厘米的对象,就必须达到0.1米甚至更高精度,这对光学系统、轨道高度和大气扰动都提出极高要求。



吉林1号卫星

(图片来源:自然资源卫星遥感云服务平台)

其次是拍摄条件复杂。即使具备足够分辨率,要拍清车牌还需满足多个苛刻条件,如拍摄角度接近垂直、车体静止不动、没有遮挡物、大气清澈无云、阳光充足……在实际成像中,这些理想条件极少同时出现。更不用说卫星并非随叫随到,错过时机可能需要几天后才能再拍。

再次,出于隐私和安全考虑,即便有能力成像到极高精度,卫星运营方通常也不会公开、销售或传播涉及个人隐私的细节图像。

这并不意味着遥感“看得不清”,相反,当前的遥感系统早已具备“识别小型目标、追踪动态变化”的能力。比如:高景一号”卫星具备0.5米分辨率,可以识别建筑物边界、车辆密度、交通拥堵等城市微观结构;“高分七号”实现了我国自主立体测图能力,支持三维地形重建,精度达亚米级;“吉林一号”视频卫星甚至能拍摄25帧每秒的动态图像,在一定程度上实现了“卫星摄像”。

遥感拍摄+AI解译:地球的“观测守护者”

这些遥感“大片”广泛用于地质灾害监测、城市更新评估、农田长势跟踪、水域污染预警等领域,让地球的“连续剧”不再遥不可及。

当然,“连拍地球”不光靠拍得多、看得清,更要快速处理、自动识别、智能分析。随着人工智能算法的发展,越来越多遥感影像的解译工作由AI完成,不再依赖人工逐帧比对。这种“拍得快、看得清、判得准”的遥感新生态,正在让卫星真正成为地球的“观测守护者”。

未来,随着卫星星座规模扩大、拍摄频率提高、分辨率提升,我们或许将进入一个“几乎实时遥感”的时代。地球的每一寸变化,都将在太空中留下轨迹,而我们所面对的,是一幅由万千图像拼接而成的世界动态图谱。

卫星的“连拍”技术让我们得以观测地球的每一帧变化,而真正的价值在于将这些数据转化为防灾减灾的“行动力”。在下一篇文章中,我们将进一步解析,这些影像如何在地震、火灾、洪涝等危机中成为“太空侦察兵”,协助抢险救灾。



版权与免责声明:本文内容转载自其他媒体,目的在于传递更多信息,不代表本网观点或立场,不承担此类作品侵权行为的自己责任及连带责任。
猜你喜欢
精彩推荐

陕西GDP增速5.5%:汽车产量进位,撬动千亿外贸

粉巷财经 浏览 3731 07-29

WAIC前线|可灵AI全球用户超4500万

网易科技报道 浏览 7116 07-28

永辉“补充”流动性,拟定增募资39.9亿

商业观察家 浏览 9710 07-31

周杰伦换台,短视频进入“细糠”时代

价值星球Planet 浏览 5342 07-31

秦岚辛芷蕾聚餐热聊 结束直奔魏大勋家

扒虾侃娱 浏览 9538 07-15

工装,好穿又有质感!

Yuki女人故事 浏览 4496 08-20

【工银积存金】一克起投,积存你的金色梦想!

网易财经 浏览 645 08-12

芒果蘸着酱油吃?挑战味蕾的奇妙组合

斑马消费 浏览 7068 07-30

记者:马竞正与斯图加特中场米洛谈判,后者合同含2000万欧解约金

直播吧 浏览 3845 07-27

图片报:拉菲尼亚现身拜仁球迷商店,购球衣并与球迷互动

懂球帝 浏览 9801 08-11

40岁男子被罕见剧毒蝮蛇咬伤 因无血清一度想放弃治疗

红星新闻 浏览 8160 07-23

从“内部世界”到虚拟造物:世界模型的前世今生

经济观察报 浏览 16 08-22

沪指“七连阳”!何时突破3674点关口?

国际金融报 浏览 628 08-13

方媛晒云南旅游照,怀孕依然美得冒泡,心情大好

动物奇奇怪怪 浏览 141 07-21

太开心了!拉什福德打进巴萨生涯首球,拉波尔塔在看台笑容满面

雷速体育 浏览 2897 08-05

四川夫妻档冲刺IPO!藤椒油“隐形冠军”幺麻子拟北交所上市,去年营收超6亿

红星资本局 浏览 8313 08-06

斯洛特:我认为中卫位置无忧;新队副可能已定但我不会在这说

懂球帝 浏览 2871 07-27

辛辛那提“美网风向标”口号遭网友恶搞,新口号被称写实一夜爆火

网球之家 浏览 7426 08-13

被天使评为阿根廷队史最重要五人之一,德保罗:很惊讶,爱你兄弟

直播吧 浏览 1897 08-18

R.I.P. 厄瓜多尔中场马尔科斯-奥尔梅多因车祸离世,年仅26岁

直播吧 浏览 14 08-26

近3年“800+”!宁夏发布科技成果引进转化成绩

环球网资讯 浏览 6315 07-27
本站所有信息收集于互联网,如本站收集信息侵权,请联系我们及时删除沪ICP备20017958号-3