被美国卫星拍到的中国航母舰队照片刷屏了？来，遥感卫星了解一下！
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路透社3月26日刊发独家消息称，卫星照片显示中国海军在南海“秀力量”。报道展示了美国遥感卫星数据公司星球实验室(Planet Labs)的两幅卫星照片，显示至少有40艘军舰和潜艇分列在辽宁号航母前后，而队列前方看似由潜艇领队，空中还有军机编队飞行。
路透社报道截图
报道还引用新加坡南洋理工大学安全问题专家高瑞连(Collin Koh)的评论说，无论从规模还是从范围来讲，这都是中国正在增长的海上军事力量的一次“非同寻常的大规模展示”！
卫星拍摄的照片
遥感卫星竟然能拍出这么清晰的照片，那么全世界的一举一动，岂不是都在这“上帝之眼”的眼皮子底下吗？
今天，就让我们一起去了解一下有关遥感卫星的那些事儿吧！
细说遥感卫星
从成像的画质来讲，遥感卫星分为低、中、高分辨率几档，要实现“上帝视角”，当然是分别率越高越好，所以我们直接来看高分辨率卫星。
高分辨率卫星没有严格的定义，但是对于低轨卫星来说，一般要求空间分辨率能够达到1m。什么概念呢，下面的图片，左边是10m的分辨率，右边是0.8m的分辨率。空间分辨率优于1米，意味着卫星在60万米高空能看清汽车车体的轮廓。
10m分辨率图像与0.8m图像对比（来源：上帝之眼网站）
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细说遥感之国内篇
目前，咱们国家的高分辨率遥感卫星主要有“高分专项”卫星，吉林一号，高分微纳卫星等，数量并不是很多。
其中， “高分专项”系列卫星是当之无愧的大哥大，全称高分辨率对地观测卫星系统重大专项，是一个非常庞大的遥感项目，分别编号为“高分一号”到“高分七号”，目前已发射四颗。这些卫星各有特色，稍微展开一下。
“高分二号”是中国首颗空间分辨率优于1米的遥感卫星。于2014年8月发射，整星质量为2100kg，在631km 的太阳同步轨道上运行，能够为用户提供全色分辨率0.8m、多光谱分辨率3.2m、幅宽45km 的图像数据。
遥感卫星并不一定是光学成像，例如高分三号，其通过合成孔径雷达（SAR）发射微波进行地球观测，是“高分专项”中唯一的微波遥感成像卫星。它有一个听起来特别牛的title——“我国首颗1米分辨率C频段多极化合成孔径雷达卫星”。高分三号于2016年8月发射，具备条带、聚束、扫描等12种成像模式，是目前世界上成像模式最多的SAR卫星，卫星图像幅宽和分辨率兼得，图像分辨率1~500m，相应幅宽根据分辨率进行调节，范围能够达到10km ~ 650km，厉害了我的国！
高分三号获取的九寨沟县漳扎镇灾后影像（2017年8月10日，8米分辨率全极化数据）
为什么用C波段呢？因为微波遥感卫星使用的频段越低，穿透性越好，但是越不容易实现高分辨率成像。所以C频段是一个综合性能比较好的电磁波频段。
小知识：单极化、双极化与全极化
电磁波发射分为水平波（H）和垂直波（V），接收也分为H和V，单极化是指（HH）或者（VV），就是水平发射水平接收或垂直发射垂直接收，双极化是指在一种极化模式的同时，加上了另一种极化模式，如（HH）水平发射水平接收和（HV）水平发射垂直接收。全极化技术难度最高，要求同时发射H和V，也就是（HH）（HV）（VV）（VH）四种极化方式。
遥感卫星一般都运行在近地太阳同步轨道，因为距离地球越近，拍摄地越清楚，成本越低。而高分四号运行在地球静止轨道，离地高度是其他卫星的5倍。该卫星于2015年12月发射，采用面阵凝视成像，星下点像元分辨率达到可见光谱段50m，有效幅宽优于400km，并能保证300Mbit/s的传输速率。
2017年5月19日 那吉林场火灾GF-4影像
有些同学可能会问，分辨率只有50m，这有什么优势呢？高分四号位于静止轨道上，始终位于我国领土上空，因此能够针对特定区域进行连续观测，不用考虑低轨卫星的过境、回归问题。通过快速指向控制，能够实现对火灾、地震等特殊情况的快速响应，这都是其他卫星无法做到的。高分四号是世界上第一颗地球静止轨道较高空间分辨率遥感卫星，点赞吧！
除了高分系列，遥感卫星在商业领域也发展迅猛。2015年10月，我国第一颗商用高分辨率遥感卫星“吉林一号”卫发射成功，实现了全色0.72m、多光谱2.88m的分辨率。近年来随着微小卫星技术的发展，低成本高分辨微小卫星技术也得到了突破，2016年12月22日，中科院微小卫星创新研究院研制的一颗高分微纳卫星成功发射，仅重66公斤，全色成像分辨率1.4m，多光谱成像分辨率2.8m，具有视频与5谱段多光谱成像能力。小小的身躯，能量超乎你想象。
高分微纳卫星--拉萨山区大倾角成像
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细说遥感之国外篇
看完国内再看国外，国外的遥感卫星产业已经十分成熟了。以美国为例，比较有名的是LANDSAT系列卫星， WorldView系列卫星，谷歌的Skysat卫星， FLOCK “鸽群”卫星等。这里简单说一下WorldView和FLOCK “鸽群”卫星。
WorldView的生产商是美国DigitalGlobe公司，该公司目前承担了全世界商业遥感领域的大部分业务，是遥感领域的巨头。其卫星家族包括WorldView1号~4号，以及GEOEYE-1卫星。作为商业卫星，它们的分辨率均优于0.5m，十分恐怖。其中2016年11月发射的WorldView-4，轨道高度 617 公里，能够提供 0.31m全色分辨率、1.24m多光谱分辨率，是目前市面上解析度最高的商业光学卫星。每天能采集影像的范围多达680,000平方公里。感受一下。
WorldView-4下的上海世博园
自古江湖不可能只有主流武功。除了少林武当和五岳峨眉，丁春秋的化功大法、石万嗔的毒功，欧阳锋的蛤蟆功，周伯通的左右互搏、九阴真经等，或正或邪，亦可以行走于江湖。
与WorldView这种强大的单兵卫星不同，遥感江湖中也有其他派系的传说，例如Flock “鸽群”卫星。每颗“鸽群”卫星都比较小，一般是3U立方星，大小为10cm×10cm×30cm。通过向太空中发射这样大量的低成本的微型卫星组成星座，从而可以向地面提供低成本遥感服务。虽然遥感画质不及大卫星。但是由于其覆盖率高，重访时间低，成本极低，因此，也成为目前遥感卫星发展的一个趋势。
左二为“鸽群”卫星，右一为WorldView-4
讲到”鸽群“”卫星，大家可能不熟悉。但是一提到16年的印度104星，你一定就不陌生了。它里面有88颗“鸽群”卫星。据报道，目前“鸽群”卫星的分辨能达到2.5m。但是，这种小卫星还有个缺点，由于其姿轨控能力有限，在低轨大气阻力的影响下，高度会不断下降，导致其寿命十分短暂。因此，要想提供持续的服务，必须向太空频繁发射卫星。
巨大的遥感数据量
看完了遥感卫星，获取高清的照片已经不是事儿了，但要实现“上帝之眼”，抛开相机器件、卫星平台、能源等问题，仅星地实时数传这一项，目前暂时没法解决，因为数据量实在太大了。
简单计算一下，卫星要实现高分辨率，一般要堆积多块k级的探测器。假设相机由4块2k*3k的探测器组成，每个像元数据按照16bit量化，那么一副图像的大小就是4*2k*3k*16 = 384Mbit。而要形成视频，根据我们的常识，每秒要高于24帧，那么，每秒的图像数据就是9Gbit，然而，卫星的微波传输速度一般在几百兆的量级，最大也不会超过1Gbit/s，数传压力太大了。而且，别忘了，我们只有在卫星过境的时候才能收集数据。
目前，很多公司也推出了卫星视频服务，例如上面提到的高分微纳卫星，还有美国的Skybox等。但是它们的单次开机时间很短，最多只有几分钟。所以，想要做到实时看到我们村头的牛是真的没戏了。
https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=e1312t947x4&width=500&height=375&auto=0高分微纳卫星的遥感视频
（请在WIFI环境下观看）
观天测地，遥感卫星，神通广大
随着搜集的资料越多，我越强烈地感受到，遥感卫星已经给我们带来很多便利了。
遥感卫星应用领域
矿产资源开发现状调查与监测、地质灾害调查与监测、区域遥感地质矿产调查、区域生态地质环境调查；
土地利用现状解译、土地利用变化新增建设用地监测、土地数据获取；
风景名胜区用地分类、城市建筑物识别、城镇水源地水系和农村居住建筑物识别；
路网规划、路网监控与应急、航道监测、公众出行服务；
森林资源、湿地、区域荒漠化、林业生态工程、森林灾害监测。
客官们，上面这些条目，是不是看晕了，这里我简单举几个和我们生活相关的例子。
1.雾霾治理。冬天刚过去，北方的同学们估计已经尝到了厚重的北方霾。南方的小伙伴们不要着急，绵湿的南方霾正在锅里呢。虽然雾霾好吃，但是不要贪杯哦。雾霾问题已经是阻碍我们全面建设小康社会的巨大绊脚石，急需遥感卫星拔刀相助。
遥感卫星可以追溯过去30余年的大气数据，并对全国范围的大气污染进行监视。这样，就能从一个大的时间和空间维度上进行分析，研究雾霾源头与原因，同时还能通过不同遥感手段对污染机制进行解析，从而提供科学治理的依据。雾霾治理，遥感先行。
注意喽，遥感卫星不仅包括能获取图像的卫星，采用遥感技术和设备对地观测的卫星都在这个范畴里。我国二氧化碳监测科学卫星的数据正式对外开放，成为继美、日后第三个提供碳卫星数据的国家，而这颗碳卫星也是遥感卫星。
2.灾害对抗。你知道吗，咱们国家是自然灾害种类最多的国家。森林火灾、地震、泥石流等灾害后，专家们可以利用遥感图像，快速地对灾区现状进行监测。相比于无人机等手段，遥感卫星监测灾害又快又全面。同时，利用遥感数据，还可以对自然灾害进行预测，以及为灾后重建做整体的评估。
3.城市开发、环境治理。别看这个8个字看起来官气十足，却是和我们关系最紧密的。
通过遥感图像，我们能够看到城市的变化，建筑物的发展情况。作为发家致富的拆迁之路，各位客官可以下载你们当地的遥感图像，沏杯茶，坐下来好好分析分析，预测一下将来哪个地方会修路，哪个地方会盖楼，只要眼光精准，提前下手，下一个拆迁户就是你。
当然了，上面只是随便说说，别想太多，其实在城市开发中真正的用途是，将遥感数据作为规划依据，并为拆迁补偿提供影像证据。就是说，如果政策已经下来了，就别再折腾加盖了，遥感卫星早就拍了个一清二楚了。
环境治理方面也一样，我们能够看到河流湖泊每年的变化趋势，可以看看小时候曾将去过的地方，现在是不是再也找不到了，同时，常年在外漂泊的我们，利用遥感图像，还可以看看老家周围有哪些污染的工厂，然后，可以给朴实的人们提供一些中肯的建议，是吧。
来源：三钱空间（ID：gh_b8484c49d735），环球网（ID：huanqiu-com），卫星与网络（ID：satnetdy）（本文归原作者及刊载媒体所有）
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编辑 /孟博文 审核 / 张洁
指导：万剑华教授(微信号wjh18266613129)