在首篇中，我們了解到衛(wèi)星如何利用特定波段穿透大氣層拍攝地表。然而，地球從未靜止——從早晨到夜晚、從四季更替到災害突發(fā)，時時刻刻都在變化，植被在生長，江河在流動，城市在擴張，大氣在翻滾。這些持續(xù)變化的細節(jié)，都需要衛(wèi)星“反復觀察”才能記錄下來。
過去，我們靠的是地面拍照、航空攝影或實地巡查。但是，這種記錄方法往往滯后、局限、代價高。而如今，遙感衛(wèi)星就像“天上的攝像機”，悄然記錄著地球的動態(tài)變化，一張接一張地拍下“連續(xù)劇”般的影像，為科研、農業(yè)、城市管理、應急響應提供關鍵依據(jù)。
但地球面積龐大，約5.1億平方公里，天氣多變，地形復雜。衛(wèi)星如何做到“天天拍、張張清”，并捕捉到細節(jié)變化？這背后依賴的是一整套高頻成像技術和觀測體系的支撐。
要想做到“連拍”，關鍵在于重訪周期，也就是一顆衛(wèi)星多長時間能再次拍攝同一個區(qū)域。早期的遙感衛(wèi)星，重訪周期約為16天一次；如今，中國的“高分一號”通過部署多顆同型號衛(wèi)星組成“星座”，將重訪時間壓縮到每天甚至數(shù)小時一次。
高分一號衛(wèi)星系列包含四顆衛(wèi)星，該系列的首顆衛(wèi)星于2013年發(fā)射，隨后在2018年以“一箭三星”方式發(fā)射了同款的高分一號02、03、04衛(wèi)星。該系列衛(wèi)星搭載了兩臺2m分辨率全色和8m分辨率的多光譜相機，四臺16m分辨率多光譜相機，可以實現(xiàn)對全國任意區(qū)域每天至少一次成像。衛(wèi)星多、軌道密、配置巧，這種星座編隊就是地球“動態(tài)觀察”的基礎。
除了數(shù)量上的密集，拍攝是否清晰也尤為關鍵。這里我們以一個公眾最常問的問題為例展開解釋：遙感衛(wèi)星能不能拍到車牌號？
從理論上，部分商業(yè)或軍事級遙感衛(wèi)星的分辨率已經逼近可以看清車體或輪廓，但要清晰讀出車牌號，仍非常困難，主要受限于三個方面。
首先是分辨率限制。遙感圖像的分辨率通常指一個像素代表地面多大面積。以我國的“吉林一號”高分辨率衛(wèi)星為例，其分辨率可達0.5米，它所拍攝的圖像中每個像素覆蓋地面上的0.5米×0.5米，區(qū)域已能分辨出車、船、建筑物、樹冠等目標輪廓。但要分辨車牌這樣十幾厘米甚至幾厘米的對象，就必須達到0.1米甚至更高精度，這對光學系統(tǒng)、軌道高度和大氣擾動都提出極高要求。
其次是拍攝條件復雜。即使具備足夠分辨率，要拍清車牌還需滿足多個苛刻條件，如拍攝角度接近垂直、車體靜止不動、沒有遮擋物、大氣清澈無云、陽光充足……在實際成像中，這些理想條件極少同時出現(xiàn)。更不用說衛(wèi)星并非隨叫隨到，錯過時機可能需要幾天后才能再拍。
再次，出于隱私和安全考慮，即便有能力成像到極高精度，衛(wèi)星運營方通常也不會公開、銷售或傳播涉及個人隱私的細節(jié)圖像。
這并不意味著遙感“看得不清”，相反，當前的遙感系統(tǒng)早已具備“識別小型目標、追蹤動態(tài)變化”的能力。比如：高景一號”衛(wèi)星具備0.5米分辨率，可以識別建筑物邊界、車輛密度、交通擁堵等城市微觀結構；“高分七號”實現(xiàn)了我國自主立體測圖能力，支持三維地形重建，精度達亞米級；“吉林一號”視頻衛(wèi)星甚至能拍攝25幀每秒的動態(tài)圖像，在一定程度上實現(xiàn)了“衛(wèi)星攝像”。
這些遙感“大片”廣泛用于地質災害監(jiān)測、城市更新評估、農田長勢跟蹤、水域污染預警等領域，讓地球的“連續(xù)劇”不再遙不可及。
當然，“連拍地球”不光靠拍得多、看得清，更要快速處理、自動識別、智能分析。隨著人工智能算法的發(fā)展，越來越多遙感影像的解譯工作由AI完成，不再依賴人工逐幀比對。這種“拍得快、看得清、判得準”的遙感新生態(tài)，正在讓衛(wèi)星真正成為地球的“觀測守護者”。
未來，隨著衛(wèi)星星座規(guī)模擴大、拍攝頻率提高、分辨率提升，我們或許將進入一個“幾乎實時遙感”的時代。地球的每一寸變化，都將在太空中留下軌跡，而我們所面對的，是一幅由萬千圖像拼接而成的世界動態(tài)圖譜。
衛(wèi)星的“連拍”技術讓我們得以觀測地球的每一幀變化，而真正的價值在于將這些數(shù)據(jù)轉化為防災減災的“行動力”。在下一篇文章中，我們將進一步解析，這些影像如何在地震、火災、洪澇等危機中成為“太空偵察兵”，協(xié)助搶險救災。
