这几日，卫星图像为人们了解俄乌局势提供了新的视角，这种观测方式具有安全性高、观测范围大、效率高等优势，堪称是“上帝视角”。但仔细一看，这些卫星图在“风格”上又形成了鲜明的对比：国外拍的都是彩图，中国的却是黑白照，这到底是什么原因呢？
我们先来看看国外卫星拍下的图像，分别来自美国的麦克萨科技（Maxar Technologies）、行星实验室（Planet Labs）以及卡佩拉空间（Capella space）公司，其中Maxar发布的卫星图数量最多，画面也很清晰。
卫星图像显示 Chuhuiv 机场的燃料储存区和其他机场基础设施遭到破坏/Maxar
Chuhuiv机场升起黑白烟雾/Maxar
地面飞机和房屋清晰可见/Maxar
俄行进车队/Maxar
机场受损区域/Planet Labs
2022 年 2 月 21 日，乌克兰哈尔科夫郊外 Chuhuiv 空军基地的卫星图像/Planet Labs
乌克兰边境/Capella Space卫星图
我们可以看到，以上这些卫星图不仅全是彩色，而且分辨率也很高，飞机、车辆、机场、跑道、河流等一览无余。很多网友对此表示惊叹，认为国外的卫星技术确实不一般。其实在这些彩色图像的背后却隐藏着一个“致命”的前提，那就是要求地表能见度一定要高。
画面中的彩色元素实际上是光学成像的结果，高度依赖太阳光线的反射来获取地面信息。但在雾霾天、沙尘暴天、雨天、多云天的时候，地面物体就会被云雾、烟尘等遮住，物体的反射光在穿过云层时就会被散射，这时候在轨卫星就无法观察到地面的情况了。到了夜间，光学卫星也同样“失灵”，光线的限制可以说是最大的弊端。
比如在2月24日，美国国家大气与海洋管理局的卫星再次将目标锁定在了乌克兰上空，这一次在拍摄时就受到了云层的阻挡，乌克兰南部乃至整个黑海都是白茫茫一片，根本无法观察到地面的情况。
2022 年 2 月 24 日拍摄的卫星图像显示了乌克兰大部分地区的云层覆盖/美国国家海洋与大气管理局
再来看中国的卫星图像。2月24日，我国的一颗商业卫星“海丝一号”获取了基辅哈尔科夫机场、鲍里斯波尔国际机场、梅利托波尔空军基地以及敖德萨港的高清卫星影像，从新的角度拍下了机场和港口的关键画面。
可以看到，这些图片全是灰度图像，没有任何的彩色信息，一眼看上去确实容易“迷糊”（人眼无法直观判断一些灰度级差异较小的地物信息）。在分辨率上，图像样张看起来似乎也不如国外卫星拍摄的彩图，乌克兰梅利托波尔空军基地上的车辆、飞机等都以“点状”存在，就连四架大型运输机看起来也快要和周围的黑色“融为一体”。
经过仔细研判，天仪研究院的专家们也获得了很多重要的信息，比如：哈尔科夫机场跑道上出现了十多辆装甲车，航班服务已处于中断状态；再如，敖德萨港口的基础设施基本上保持良好，船只有序排列，这表明当地未受到大面积的炮火攻击。
那么，“海丝一号”拍摄的卫星图为什么是黑白图像呢？真的比国外的彩色照片更差吗？
“海丝一号”是我国为数不多的可以对标国际先进指标的、具备米级分辨率的遥感卫星。它的成像原理并不是光学成像，而是依靠雷达成像，采用的微波频段是C波段，这并不是可见光频率范围内的电磁波，所以最终只能得到黑白照片。
但这并不意味着黑白照片比彩色照片更差，因为雷达成像有其无法比拟的优势——可以穿透雾霾、云层、沙尘暴，还不受时间的限制，在夜间也能通过发射、接收电磁波的方式观察地面。所以，“海丝一号”可以实现真正意义上的全天时、全天候监测。
从科技含量来看，“海丝一号”也已经位于世界前列，实际重量只有180公斤，功能密度高，工业级器件高度集成化。该卫星的中心频率为5.4GHz，载荷平均功率小于2500w，拥有条带模式、扫描模式和聚束模式（最佳分辨率可达1米）三大工作模式，完全可以捕捉到大范围、高分辨率的地面场景，如城市、山脉、河流、海岸等典型地貌。
天仪研究院官网截图
至于网友们纠结最多的黑白照，其实也是可以通过技术手段转化成伪彩色图。根据“海丝一号”自身的散射特点，我们可以通过分段式灰度-彩色变换的方法对黑白照片进行后期处理，提高鲜明度，从而直观地区分不同的地物信息。
把黑白照变成伪彩色图，效果到底如何呢？“海丝一号”曾对厦门大学思明校区和漳州校区进行过观测，下图中黑色阴影和白色高光区分别对应了不同的地面事物。
芙蓉湖、情人谷、道路等为C波段的弱散射区域，后期用蓝黑色标出；金属、建筑物则是强散射区域，在后期用橙色表示；其余分别用紫色至黄色表示卫星图上逐渐增大的灰度级。这样一处理，人眼更容易识别出不同的地标和场景，由于这些色彩并不是物体原本的颜色，所以叫伪彩色图。
“海丝一号”拍下的苏伊士运河货轮堵塞事件与国外卫星图对比
所以结论就是，各国卫星拍下的彩照和黑白照并没有高低之分，分别对应了不同的应用场景和设计需求。在成像上，两种卫星图应该说各有优劣，彩色卫星图的优点是分辨率高，观测更加直观清晰，缺点是受到了天气、时间段的严格限制。
我国卫星拍下的黑白照虽然丢失了很多色彩信息，分辨率也不够高，但却能实现任何时段任何天气下的观测。特别是在台湾海峡以及南方等多雨、多云的地区，几乎常年被厚厚的云层覆盖，这时候就只能借助微波频段的雷达成像技术了。
FY4A真彩色气象图
最后还要再说一句，我国地球影像卫星目前的水平已经不低，未来的发展蓝图也是相当宏伟！“海丝一号”是我国构建“海丝星座”卫星群的第一步，后继者“海丝二号”也已经于2021年6月11日成功发射升空，这颗卫星可拍摄高质量的彩色图片，和“海丝一号”打出了“组合拳”。
按照规划，整个“海丝星座”将由16颗雷达小卫星以及16颗定制特殊波段的多光谱水色小卫星构成，雷达卫星和光学卫星届时可组网运行，相互搭配，优势互补，成像质量必定还能再上一个台阶！
对于中外卫星图的差异，您怎么看？欢迎留言讨论！
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
