遥感是一门无需与物体或现象进行物理接触即可收集信息的科学。这项技术彻底改变了我们观察和了解地球的方式,使我们能够获取有关地球表面和大气层的大量信息。自诞生以来,遥感技术已经取得了长足的发展,在这篇博文中,我们将仔细研究它的历史,以及卫星图像的分辨率如何随着时间的推移而演变。
遥感技术的历史可以追溯到 19 世纪中叶,当时人们从热气球上拍摄了第一批航空照片。然而,直到 1957 年苏联发射了第一颗人造卫星 Sputnik 1 后,遥感技术才开始在科学研究中发挥更重要的作用。Sputnik 1 的发射,以及紧随其后的 Sputnik 2 的发射,标志着卫星遥感技术数十年快速发展的开始。
1972 年,美国发射 Landsat 1 号,这是卫星遥感技术发展的转折点。Landsat 1 号是第一颗专门用于研究地球的地球观测卫星。它搭载了回波光束摄像管 (RBV) 和多光谱扫描仪系统 (MSS),地面分辨率为 80 米,扫描幅宽为 185 公里。
在接下来的几年里,卫星图像的分辨率继续显著提高。1984 年,Landsat 5 发射,配备了多光谱扫描仪系统 (MSS) 和专题制图仪 (TM)。Landsat 5 的空间分辨率为 30 米,可提供近 29 年的地球图像数据,创下了“运行时间最长的地球观测卫星”的吉尼斯世界纪录。
十多年后,1999 年,Landsat 7 发射,其全色波段空间分辨率为 15 米。同年,MAXAR Technologies Inc. 发射了 IKONOS 卫星传感器。IKONOS 是第一颗提供高分辨率图像(天底全色分辨率为 0.80 米)的商业卫星,主要用于城市和乡村测绘、环境监测和国家安全。2013 年,Landsat 8 发射,其全色分辨率为 15 米,多光谱分辨率为 30 米。
遥感的另一个重要贡献者是“哨兵”计划。该计划由欧洲航天局(ESA)与欧洲委员会合作启动,由一组称为“哨兵”的卫星组成,可提供地球表面和大气层的高分辨率图像。
哨兵卫星搭载了一系列传感器,包括雷达、光学和热传感器,可提供地球表面的高分辨率图像。哨兵卫星的关键任务之一是哨兵 2 号,它可提供空间分辨率高达 10 米的多光谱图像。
此后,其他能够提供更高分辨率图像的卫星也相继发射。例如,2008 年发射的 GeoEye-1 卫星提供了 0.41 米的全色分辨率,而 2016 年发射的第三代商业地球观测卫星 WorldView-4 卫星则以全色模式提供了 31 厘米分辨率的高分辨率图像。最近,2020 年发射的 Pléiades Neo 达到了 0.30 米的全色分辨率,使其成为目前运行中分辨率最高的商业卫星之一。在不久的将来,Albedo 将发射其由 24 颗卫星组成的卫星群,计划于 2027 年完成。其中第一颗卫星预计将于 2024 年发射,分辨率将高达 0.10 米。
总之,遥感的历史是由一系列技术进步塑造的,这些技术进步彻底改变了我们了解和管理地球资源的能力。从 1957 年发射的 Sputnik 1 到最新的 Pléiades Neo,遥感已经取得了长足的进步,提供了越来越准确和高分辨率的数据,使我们能够更详细地研究地球表面。展望未来,遥感的潜在应用不断扩大,为解决地球面临的一些最紧迫的环境挑战提供了令人兴奋的机会。