2月初,美国俄亥俄州东巴勒斯坦城地区发生列车发生脱轨,列车多节车厢载有有毒易燃的氯乙烯,火车脱轨导致100万加仑的氯乙烯泄露,其他还有丙烯酸乙基己酯、乙二醇单丁醚、丙烯酸丁酯,造成了生化危机,而美国直接就地焚烧,更是加剧了负面作用。
氯乙烯完全燃烧,会生成二氧化碳和盐酸,盐酸伴随降水形成酸雨使土地不能耕种。不完全燃烧则会生成在国内大名鼎鼎的“二噁英”以及二战时的化学武器“光气”。
美国环境保护署透露,除了氯乙烯外,至少还有其他三种危险物质被释放到空气、土壤或水中,部分有毒污染物甚至进入了俄亥俄河区域。
【资料图】
中美俄亥俄州图像对比
中国卫星拍摄了亥俄氯乙烯泄漏的图像,卫星还拍摄了一段视频,当地应急部门在处理事故车辆上的有毒化学品。透过厚厚的白色云层,燃烧产生的黑色烟羽很明显,这说明氯乙烯是在未充分燃烧的状态。
产生的黑色烟羽
此次因为是光学卫星拍摄,所以可以看到图像非常清晰,脱轨火车都清晰可见。不过有网友也发布了美国Maxar公司拍摄的俄亥俄州的图像,在图片清晰度上,中国发布的图像的确是看起来稍微模糊一些。
不过,这是不是说明中国卫星技术略逊一筹呢?并不是,在商业卫星上,Maxar公司的WorldView系列卫星的确是全球市场上最强大的光学系列卫星,但是新华地球采用的卫星图像是来自于高分 专项卫星 ,高分卫星代表了中国遥感卫星(光学遥感和SAR遥感)的技术高峰。我们只能说,这次新华地球发布的卫星图像清晰度和美国发布的图像相比略逊一筹,但不能说,卫星技术略逊一筹,因为一组图像并不能清晰反映卫星技术的高低。
光学卫星成像技术
遥感卫星如果按照工作方式来分类共有四种,分别是光学卫星、雷达卫星、激光测高卫星以及重力卫星。光学卫星在可见光、近红外和短波红外电磁波谱中对目标进行成像观测,获取和分析被观测物体光学特征信息的卫星。
光学卫星除了常规的全色摄影相机,光学成像卫星往往还会搭载多光谱、红外以及高光谱相机,进而实现全天候的成像监测功能。
光学成像技术中常见的几种光谱相机与我们日常生活中常见的数码相机类似,它们都包含了一个性能优秀的光电传感模块:当强度足够高的光信号进入相机镜头之后,光电传感模块便可将其转化为电信号,进而实现对像素点的编码;但与数码相机不同的是,光谱相机在透镜(相机镜头)与传感模块之间,额外增加了一个分光滤波系统,进而能够将捕获到图像中光子的波段信息存储到最终所成的像中。值得一提的是,光谱成像技术能够很好地捕捉到人眼无法看到的紫外、红外光,提升人类对于自然的感知能力。
在全球光学卫星中,美国Maxar公司的WorldView-3卫星影像分辨率为0.3米,是目前世界上分辨率最高的商业光学卫星之一。WorldView-3除了提供0.31米分辨率的全色影像和8波段多光谱影像外,还提供8波段短波红外影像。中国国家光学卫星的分辨率是达到了0.1米(高分十一号遥感卫星),高分专项卫星其实创造了很多全球纪录,比如 高分四号卫星是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。
但美国锁眼卫星虽然宣称可以达到0.1米分辨率,但是从未展示过,不过总体来说,中美在光学卫星技术上处于同一水平。
但是中国商用光学卫星分辨率上的确没有达到WorldView-3卫星的水平,中国商业光学卫星分辨率最高的是吉林一号系列,分辨率优于0.5米,虽然有一点差距,但是没有说差距明显。另外,吉林一号将构成吉林一号性能,在整体性能上是要强于单打独斗的WorldView-3卫星。
不过光学影像由于受天气状况的制约 ‚如果震后出现云雨等恶劣天气 ‚则利用光学影像进行震害调查就会受到极大限制。
SAR遥感成像技术
而SAR遥感可不受光照和气候条件限制,全天时、全天候拍摄高分辨率微波照片,甚至可以透过浅层地表或稀疏植被获取被掩盖的信息,SAR遥感卫星都是拍摄的黑白图像。前段时间,很多网友吐槽的“巢湖一号”卫星传回的黑白图像,就是属于SAR遥感卫星。很多说很模糊,这是因为救灾需要的是地表变形数据,进行有效的地震应急救援、灾害 损失评估。而不是我们肉眼看到的图像,事实上,美国拍的SAR遥感图像大家看了,也是会觉得模糊。下面这组图,上图为光学遥感影像,下图为同一地区雷达遥感影像图片来源,你就可以很明显看到SAR遥感成像和光学成像之间的区别了。
目前,美国的锁眼卫星宣称SAR遥感分辨率可以达到0.1m,也从未展示过,号称是国家机密,而中国在2016年就已经成功发送分辨率0.3米的SAR遥感卫星。
总体来说,中美在卫星成像技术上是处于同一梯队,我们不能仅凭几颗卫星拍摄的图像就来判断中美两国卫星成像技术的优劣,那我这次拿了一颗1米分辨率的卫星拍摄图像,难道就能说明我拍摄不出0.5米分辨率的图像吗?肯定不能的啊对不对,比较不是这样去比较的。我们应该从整体技术发展上去看待。
美国0.5米分辨率SAR遥感成像
总结
截至目前,我国最新的光学卫星空间分辨率达到0.1米到0.5米,而雷达卫星(SAR遥感)的分辨率也达到0.3米到0.5米。北斗三号导航定位卫星,可以实现3厘米精度的导航定位,甚至可以通过差分技术,将相对精度提高到1厘米以下级别,而搭载宽幅遥感相机的高分四号卫星则能够在15米分辨率的情况下对地观测宽幅达到800公里,其配备的1亿像素面阵凝视成像遥感相机,一次成像即可覆盖宽度达到800公里、面积超过一个河南省16万平方公里的面积。这就是中国卫星技术,全球领先的水准。
不过,美国在卫星商业化上的确比我们更好,Maxar公司一直是美国商业遥感卫星产业的领头羊,全球主要的遥感卫星运营商包括Maxar(麦克萨公司)、Airbus DS(空中客车防务与宇航公司)、Planet(行星公司),而Maxar一家公司就占据了57%的全球市场份额,也因为商业化程度高,所以其在算法软件上有很高的发展,得益于超分率算法的软件,Maxar可以再将全色分辨率提高一倍,也就是说0.31米分辨率的原始影像通过该软件,可以得到0.15米分辨率的影像,而这是我们要努力追赶的方向,中国商业卫星应该和Maxar一样,走向世界。
关键词: 成像技术
中国卫星
俄亥俄州