衛星知識

地球觀測與資源遙感衛星

它們像給地球定期拍體檢照:一張張衛星影像能看出莊稼長勢、森林變化、洪水範圍,也幫助我們更新每天使用的地圖。

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地球觀測與資源遙感衛星

一場洪水到底淹了多大範圍?一座城市十年間向哪裡長大了?資源遙感衛星從太空中反覆拍攝和測量地表,讓人們能把不同時間的地球影像放在一起比較。

這類衛星的代表有美國 Landsat 系列、歐洲 Sentinel(哨兵)系列,以及中國高分系列。

Landsat 8 衛星在軌藝術渲染圖(NASA)
Landsat 8 衛星在軌藝術渲染圖(NASA)

它是誰

Landsat 系列於 1972 年 7 月發射首星,累積出人類時間最長的連續全球陸地衛星觀測記錄。Landsat 8 與 Landsat 9 運行在約 705 公里高的太陽同步軌道上。“太陽同步”意味著衛星每次經過同一地區時,當地時間大致相近,方便比較光照條件類似的影像。單顆 Landsat 衛星的重訪週期為 16 天,兩顆錯開後可更頻繁地觀測。

歐洲的 Sentinel 系列是"哥白尼計畫"的核心:Sentinel-1 用雷達穿透雲層晝夜成像,Sentinel-2 負責多光譜拍照,Sentinel-5P 監測大氣成分。中國的高分系列自 2013 年高分一號升空起步,高分二號已實現 亞米級 解析度,高分七號還能進行立體測繪。

在潔淨間裡組裝的歐空局 Sentinel-2A 衛星(ESA,攝影:C. Wildner)
在潔淨間裡組裝的歐空局 Sentinel-2A 衛星(ESA,攝影:C. Wildner)

用來做什麼

遙感不只是“拍得高”,還會記錄人眼看不見的波段。健康植物和缺水植物反射的光譜不同,因此衛星能幫助監測作物長勢和旱情。

災害發生時,衛星影像可用來估算洪水淹沒範圍、滑坡位置和森林火災過火面積。對比多年影像,還能看見城市擴張、湖泊收縮和冰川變化。它們也是地圖製圖與國土調查的重要資料來源。

Landsat 衛星拍攝的美國堪薩斯州農田影像,圓形的中心樞紐灌溉地塊一目瞭然(NASA/USGS);本機化配圖
Landsat 衛星拍攝的美國堪薩斯州農田影像,圓形的中心樞紐灌溉地塊一目瞭然(NASA/USGS);本機化配圖

手機地圖能看到我此刻在做什麼嗎

通常不能。衛星不是始終停在你頭頂,拍攝、下傳、處理和更新地圖也都需要時間。手機裡的衛星底圖往往是不同日期影像組合而成,並非即時直播。

Landsat 影像檔案向全球使用者免費開放。這份跨越半個多世紀的記錄,讓人們能像翻閱地球的長期相簿一樣,檢視同一地點如何改變。

參考資料