来自世纪初航天任务的数据改变了我们对地球的认识

这是关于航天飞机雷达地形图任务两部分系列报道的第二部分。2000 年航天飞机飞行任务中收集的高程数据继续以意想不到的方式为科学和社会提供信息。

在 2000 年的一次关键任务中，奋进号航天飞机的 SRTM 项目提供了地球地形的三维视图，获取了对各种科学应用至关重要的数据。这项任务为 NASADEM 模型奠定了基础，增强了对全球地形的了解，并使灾害响应和城市规划等领域受益匪浅。最近的进展继续以这一丰富的数据遗产为基础，彰显其持久价值。

2000 年，奋进号航天飞机颠倒着执行了最后一次科学飞行任务。当舱门向下面的地球打开时，航天飞机雷达地形图任务（SRTM）的仪器用穿透云层的无线电信号扫描地球。一个探测器位于 200 英尺长的伸缩桅杆的末端，另一个探测器位于航天飞机的舱内，SRTM 提供了前所未有的地球三维视图。

这并不是奋进号最后一次进入太空；在接下来的十年里，奋进号还进行了11次飞行，主要用于支持国际空间站的建设和维护。然而，四分之一个世纪过去了，SRTM飞行仍是奋进号19年服务生涯中最重要的科学任务之一。

SRTM 系统将数据记录在类似大型录像带的磁带上。由于扫描工作在整个任务期间每天 24 小时进行，"奋进号"机组人员分成两组，轮流值班，每半小时更换一次磁带。在将近 10 天的时间里，他们总共在 320 盘磁带上收集了 12 TB 的数据。经过几年的数据处理，美国地质调查局（USGS）于 2003 年免费公开了所绘制的地形图。

最初，美国地质调查局分发的是高分辨率的美国地图，每个像素代表边长 100 英尺（30 米）的区域，大约是一个篮球场大小的两倍。地球其他地区的地图最初采用分辨率较低的像素，宽度为 300 英尺（90 米）。2015 年，美国地质调查局发布了全球全分辨率地图。最后，在 2020 年，NASA制作了新的地形图，命名为NASADEM（NASA 数字高程模型），使用 SRTM 数据制作，这些数据经过重新处理，提高了地物的高度精度。它还包含了其他测绘任务的数据，以填补早期地图的漏洞。

2000 - 2013

海拔高度是一系列科学研究的关键信息，其中许多研究直接关系到地球上人们的安全和生计。据估计，在易受洪水和山体滑坡影响的地区，通过将降雨信息与高程地图相结合来预测山体滑坡的危险，每年可以挽救成千上万人的生命（如上图所示）。在数据的社会公正应用方面，基于 SRTM 的地图对于为撒哈拉以南非洲地形复杂地区的人们提供医疗服务和诊所至关重要。

如果没有 SRTM 和 NASADEM，世界上那些难以进入的地区的地貌特征很可能至今仍不为人知。最近，叠加在 SRTM 高程图上的大地遥感卫星 8 图像揭示了秘鲁偏远的科塔华西峡谷（Cotahuasi Canyon）的非凡深度，并暴露了加拿大巨大的褶皱岩石地貌，这些褶皱岩石地貌是上一个冰河时代之后被后退的冰川冲刷干净的。这两个地区分别如下图所示。

2016 年 6 月 3 日

2020 年 2 月 13 日

自航天飞机测绘任务以来的几十年中，SRTM 数据帮助研究人员确定了可能成为阿富汗地震源的活动断层线，估算了马来西亚因森林砍伐造成的红树林损失，甚至确定了发电风力涡轮机的位置对房地产价值的影响。每年都有数以万计的研究论文依靠 SRTM 地图进行这些及其他环境、经济、农业和公共安全研究。

自 SRTM 以来，其他天基测量增加了我们对地球地形的了解。美国国家航空航天局的 ICESat（冰、云和陆地高程卫星）、其后继者 ICESat-2，以及国际空间站上名为 GEDI（全球生态系统动力学调查）的仪器等卫星任务收集了数万亿次精确的激光测量数据，提高了地图的准确性。欧洲航天局的哥白尼计划利用更多的卫星和建模数据创建了更多的地球表面高度数据集。随着 NASA-ISRO 合成孔径雷达的发射，天基地形图将继续得到改进，该雷达将提供新的、更精确的地球表面测量数据。

美国国家航空航天局总部负责 SRTM 项目的杰拉尔德-鲍登（Gerald Bawden）说，虽然未来的测绘工作可能会提供更好的地球视角，但 SRTM 数据的价值并没有减弱的迹象。他说："SRTM 的神奇之处在于，我们可以清楚地看到近乎全球的快照。我们只用了不到两周的时间就完成了收集工作，但现在它为从气候变化和地质灾害到城市规划和森林砍伐等一切问题提供了一个基准。这对后代来说是一座信息金矿。"Bawden预计，SRTM衍生地图在本世纪末及以后都将是宝贵的资源。

对于帮助开发该仪器的美国宇航局喷气推进实验室（JPL）高级研究科学家斯科特-亨斯利（Scott Hensley）来说，SRTM 的工作既具有专业意义，也具有个人意义。"我参与过很多很酷的任务，但 SRTM 是我在 JPL 职业生涯的亮点之一，这是我真正引以为豪的事情之一，因为它既有科学意义，又有公共利益。我知道，通过参与这项任务，我为人类的进步做出了贡献。"

Michala Garrison 利用航天飞机雷达地形图任务 (SRTM) 提供的地形数据绘制的 NASA 地球观测站图像。杰西-艾伦（Jesse Allen）利用托马斯-斯坦利和达莉亚-基尔希鲍姆（NASA/GSFC）提供的数据以及 SRTM 提供的地形数据绘制的滑坡易发性图。约书亚-史蒂文斯（Joshua Stevens）利用 SRTM 的地形数据和美国地质调查局的 Landsat 数据绘制的峡谷和岩石褶皱图像。James Riordon/美国宇航局地球科学新闻组报道。

编译自/ScitechDaily