3月28日14時(shí)20分，緬甸境內(nèi)發(fā)生今年以來最大地震，震級(jí)達(dá)7.9級(jí)，震源深度30公里，造成重大人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。災(zāi)情牽動(dòng)人心，中國救援隊(duì)趕赴現(xiàn)場參與救援工作的同時(shí)，中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心啟動(dòng)了重大自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，為救援提供衛(wèi)星圖像信息。
據(jù)官方消息，此次災(zāi)情狀況信息由高分四號(hào)衛(wèi)星、高分三號(hào)衛(wèi)星、環(huán)境減災(zāi)二號(hào)05星、高分七號(hào)衛(wèi)星、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳監(jiān)測衛(wèi)星等14顆衛(wèi)星觀測獲取。截至3月29日下午，已安排衛(wèi)星成像20次，獲取災(zāi)后有效數(shù)據(jù)16景，共享歷史數(shù)據(jù)3景。公布的災(zāi)前災(zāi)后衛(wèi)星對(duì)比圖里，可以清晰看到有大橋斷裂、機(jī)場塔臺(tái)倒塌。
中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心公布的緬甸地震災(zāi)后高分四號(hào)衛(wèi)星圖像（2025年3月28日采集）
中國資源衛(wèi)星應(yīng)用中心公布的緬甸地震受災(zāi)前后光學(xué)衛(wèi)星圖像（災(zāi)前：高分一號(hào)03衛(wèi)星2025年3月16日采集，災(zāi)后：資源一號(hào)02D衛(wèi)星2025年3月29日采集）
01
從“盲救”到“智救”
很多人會(huì)由此聯(lián)想到“5·12”汶川地震時(shí)的情形。2008年5月13日凌晨，當(dāng)緊急響應(yīng)的救援隊(duì)伍幾乎覆蓋四川所有受災(zāi)縣區(qū)時(shí)，茂縣、北川一帶卻遲遲沒有動(dòng)靜。由于高山河谷縱橫，地形極為復(fù)雜，加上天氣惡劣暴雨不斷，特大地震又導(dǎo)致道路被毀、通信全部中斷，該地區(qū)幾乎成為一座孤島。
為了搶下“黃金72小時(shí)”的救援時(shí)間，政府只能冒著風(fēng)險(xiǎn)派空降兵部隊(duì)在無氣象資料、無地面標(biāo)識(shí)、無對(duì)空指揮的情況下從五千米高空盲降。
彼時(shí)我國衛(wèi)星技術(shù)、通信能力有限，加上極端災(zāi)情的阻礙，面對(duì)如此惡劣的空降條件，救援官兵幾乎抱著一去不返的決心。十多年過去，隨著科技發(fā)展，衛(wèi)星成像技術(shù)在地震減災(zāi)中的運(yùn)用已日漸成熟。
及時(shí)獲取震中衛(wèi)星圖像，首先可以根據(jù)震前震后的對(duì)比，快速定位受損區(qū)域。救援隊(duì)伍可以不受災(zāi)區(qū)通信中斷的影響，針對(duì)道路、橋梁的損毀情況規(guī)劃最優(yōu)救援路線，并快速摸清災(zāi)區(qū)全貌，進(jìn)行救援力量部署和動(dòng)態(tài)資源調(diào)配，例如對(duì)人口密集區(qū)優(yōu)先分配電力恢復(fù)資源，或分析選取可用空地作為臨時(shí)安置點(diǎn)。
衛(wèi)星成像技術(shù)除了幫助短時(shí)間的搶險(xiǎn)救災(zāi)，在長期的重建恢復(fù)中也能發(fā)揮作用，比如通過高光譜衛(wèi)星監(jiān)測環(huán)境變化，分析地震可能引發(fā)的次生災(zāi)害，或者評(píng)估房屋重建和道路修復(fù)的進(jìn)展。
02
太空馳援背后的秘密
作為衛(wèi)星遙感的關(guān)鍵分支，衛(wèi)星成像技術(shù)是通過搭載在衛(wèi)星上的傳感器獲取地球表面信息并生成圖像的過程，可以用來監(jiān)測地震后震中受災(zāi)情況。簡單來說，它主要解決地震發(fā)生后如何快速看清“地下看不見的破壞”與“地面無法抵達(dá)的災(zāi)區(qū)”的問題。
不同類型的傳感器，對(duì)應(yīng)的成像技術(shù)原理有所區(qū)別，常見的有光學(xué)成像技術(shù)、合成孔徑雷達(dá)（SAR）技術(shù)、紅外成像技術(shù)等等。
其中，光學(xué)成像技術(shù)是利用可見光或近紅外波段的電磁波反射特性，通過相機(jī)鏡頭捕捉地表反射光來生成圖像。它的特點(diǎn)是成像的分辨率高，能識(shí)別建筑、道路等細(xì)節(jié)，但易受天氣影響，若遇云霧遮擋會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失效，且只能在日間使用，夜間無法成像。
合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar, SAR）技術(shù)的原理是主動(dòng)發(fā)射微波信號(hào)并接收回波，通過信號(hào)處理合成圖像。通俗來講，雷達(dá)的分辨率取決于天線大小（孔徑），天線越大分辨率越高。普通雷達(dá)是用固定天線發(fā)射電磁波，SAR是讓雷達(dá)搭載在衛(wèi)星上高速移動(dòng)，在飛行過程中不斷發(fā)射電磁波，相當(dāng)于邊走邊拍照。然后記錄下每個(gè)位置接收到的回波數(shù)據(jù)，通過算法合成一個(gè)虛擬的超大天線（孔徑），從而獲得遠(yuǎn)超真實(shí)天線尺寸的分辨率。它的優(yōu)勢在于可全天候工作，不受云雨、光照、霧天等天氣條件的限制，還能穿透地表淺層探測地下情況（如地下管道、森林覆蓋區(qū)）。
本次調(diào)用的衛(wèi)星中，高分三號(hào)是高分專項(xiàng)工程中唯一一顆合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星，以成像模式眾多著稱，它的不同工作模式可以滿足探測陸地或海洋、多種尺寸、普查或詳細(xì)探查等不同的任務(wù)需求。
紅外成像技術(shù)可以理解為“用溫度作畫的相機(jī)”，它是通過探測地表物體發(fā)出的熱輻射來獲取地表情況。因?yàn)樽匀唤缰兴形矬w都會(huì)發(fā)出紅外輻射，溫度越高輻射越強(qiáng)，例如人體會(huì)發(fā)出波長10微米左右的紅外輻射。紅外成像設(shè)備可以感應(yīng)到紅外輻射并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，通過處理就能轉(zhuǎn)化為圖像。
該技術(shù)的特點(diǎn)是能夠識(shí)別溫度差異，可以快速定位熱異常區(qū)域，無需光源因此晝夜均可成像。不過容易受大氣干擾的影響，因?yàn)榇髿庵械囊谎趸?、二氧化硫等氣體及灰塵、煙、霧、雨等固態(tài)液態(tài)的懸浮顆粒對(duì)紅外輻射有強(qiáng)烈的衰減和吸收作用。
多光譜與高光譜成像技術(shù)的原理是將電磁波劃分為多個(gè)窄波段，如綠光、紅光、近紅外光等，根據(jù)不同波段的反射率差異區(qū)分植被、水體、土壤等不同地物類型，并通過光譜特征識(shí)別化學(xué)污染、植被健康狀態(tài)等特定情況。
由于這些技術(shù)路徑各有優(yōu)劣和適合使用的條件，想要在震后快速高效獲取高清的成像結(jié)果，最直接的辦法就是組合調(diào)度多種衛(wèi)星，將各自的觀測結(jié)果互為補(bǔ)充，滿足多維度的數(shù)據(jù)需求。例如，高分三號(hào)識(shí)別建筑損毀，環(huán)境減災(zāi)二號(hào)05星觀測地表形變，高分四號(hào)掌握災(zāi)區(qū)全貌，以多源數(shù)據(jù)幫助多級(jí)災(zāi)情分析。另外，多國衛(wèi)星聯(lián)合調(diào)度還可以打破數(shù)據(jù)壁壘，提高全球?yàn)?zāi)害的響應(yīng)效率，體現(xiàn)國際社會(huì)責(zé)任感和人道主義精神。
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編輯｜張毅
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