专家解读Google Earth卫星照片是否泄密？(组图)

专家解读：Google Earth卫星照片是否泄密？


最近，Google公司对其提供地图服务的Google Earth网站和软件进行了重大升级，卫星照片数量一下子扩大了四倍，全球三分之一的人口都可以通过它观看自己的家或者邻居的房屋。这个网站和软件公开不过一年多，但软件下载次数已经超过一亿次，网络上甚至出现用这种软件进行“环球旅游”的“GE党”（也称“GE族”，为了简练，本文在后面也把Google Earth简称为GE）。
　　
　　过去，各国军用侦察卫星拍摄的照片一直高度保密，充满了神秘感，于是有关卫星照片的神话四处流传。如美国记者多尔·迈德尔的一篇报道称：一颗运行在160千米高空轨道上的美国侦察卫星拍摄到一艘俄罗斯巡洋舰；照片放大后，清楚得可以看到甲板上的螺栓，而站在旁边的一个水兵在看报纸，报头的《真理报》字样居然也历历在目。
　　
　　开始的侦察卫星都采取特制的胶片相机，照完后的胶片装入返回舱送回地面，所以获取影像的周期很长。后来侦察卫星开始采取特制的数码相机，图像可以直接用电波发回地面，所以获取影像的周期从数月、数天大幅度缩短到约1个小时，同时也便于用电脑处理和分发这些影像。这在方便军用的同时，也为其大规模进入民用提供了基础。很多国家在军用照相侦察卫星的基础上发展出一批高水平的民用卫星，并把它们拍摄的照片推向市场，广泛用于城市规划、资源勘探等各个领域。现在，GE更是把一些高分辨率卫星照片免费公开到网上，再加上街道、地址等信息，俨然一个全球网上地图册。它的出现，在方便生活的同时，也引发了是否泄密的激烈争论。

　　影像卫星解密

　　目前仍在轨道上运行的高分辨率的影像侦察卫星接近10颗。影像卫星不像通信卫星那样悬在某一地点上空不动，而是绕着地球运行。如美国KH-11（“锁眼”11）影像侦察卫星，绕地球转一圈周期约为97分钟。光学影像卫星一般只能获得卫星下方一定范围内的地面影像。对于低轨道的影像侦察卫星而言，在一昼夜24小时中，对同一个目标最多只能侦察2次，每次过顶只有十几分钟时间。所以在伊拉克战争期间，美国的KH-11卫星就是在当地时间每日凌晨2点左右由南向北飞过巴格达上空，使用其红外与微光设备进行侦察，下午约3点又由北向南飞过巴格达，使用其可见光光学设备进行侦察。


图片说明：美国“锁眼”4侦察卫星。它拍摄的胶片装在返回舱内，弹离卫星后进入太平洋上空的大气层，然后打开降落伞，由C-119运输机在空中回收。


图片说明：其实卫星照片在GE网站上只是 一个基础，更多的是其它服务。你可以“站在”空中，从各种角度、高度观察高楼林立的纽约市，看看哪条街通往你的目的地，附近有哪些加油站、中餐馆。如果吃不惯，改去比萨店也行。

　　影像卫星不是万能的。首先，它的运行轨道一般是可以预测的，因此军事行动可以选择在没有影像卫星从头顶附近经过时进行。其次，卫星经过目标区时，如果空中正好有云雾或大气污染严重，那就很难获得地面清晰的可见光影像。例如工业城市洛阳，美国某民用影像卫星在长达几年的时间里多次过境拍摄，都由于大气污染严重，没有获得一张合格的可见光影像。云雾或严重大气污染对红外摄影也有一定影响。所以只要充分利用云雾,或人工制造烟雾遮蔽，就可以大幅度减小军事行动被影像卫星看到的机率。

评价一张卫星照片的好坏，最重要的指标就是分辨率。现在GE之所以产生那么大的影响，也正是因为它提供的很多照片分辨率比较高，让普通人看到了一些过去在军事上非常敏感的目标。

图片说明：“锁眼”11是第一种采用数字照相技术的侦察卫星，拍摄的图像可以通过无线电及时传送回地面，不再需要回收胶卷。

　　地面分辨率解密光学影像卫星均拥有特长焦距相机，焦距都在2米以上，目前最大焦距已长达6米，因此可以获得高分辨率的地面影像。分辨率是指在影像中将两个物体分开的最小间距，而不是能看到的物体的最小尺寸。例如分辨率1米，就是说两个人相距1米以上时，在影像中就可以看到分开的两点；当两个人距离小于1米时，他们的影像将合为一体，在影像中只能看到1个点。
　　
　　但是地面分辨率并不代表能从影像上所看见的地面物体的最小尺寸。1米分辨率的卫星照片中，完全可以看到垂直投影尺寸远小于1米的人，甚至是只有0.1米宽的马路分道线。另外，无论人眼观察还是侦察影像，或是雷达侦察图像中，哪怕很细小的线状目标都远比较大的点状目标容易发现。人眼能从飞船上看到八达岭长城，却无法看到大得多的世纪坛，原因就在这里。
　　
　　光学影像卫星一般采用椭圆形轨道，如美国KH-12卫星运行在近地点322千米、远地点966千米的太阳同步轨道上。影像卫星运行到其轨道近地点时，拍摄正下方地面的影像分辨率最高，其数值就是该影像卫星的最高分辨率。但多数目标区不会恰好位于影像卫星轨道近地点正下方，所以影像卫星往往不得不在较远的距离上倾斜拍摄目标区的地面影像，结果多数照片的分辨率远远小于其最高分辨率。目前，世界上最先进的影像卫星是KH-12，据传其分辨率已达到0.05米，有“极限轨道平台”之称。但这只是它的最高分辨率，绝大多数影像达不到。




图片说明：不同时间拍摄的台北市的卫星照片。上边这张云多，几乎无法看见淡水河。

　　从卫星照片上仅仅发现目标还远远不够，往往还需要具体识别出目标类型，以及目标的型号，甚至当前状况。对地面侦察共分为四级。第一级是“发现”，从影像上仅仅能判断目标的有无，例如海面上有无舰船，地面上有无可疑物体。第二级是“识别”，能够粗略辨识目标种类，例如是人还是车，是大炮还是飞机。第三级是“确认”，从同一类目标中指出其所属类型，例如车辆是卡车还是公共汽车，海上舰船是油轮还是航母。第四级是“描述”，能识别目标上的特征和细节。例如能指出飞机、汽车的型号和舰船上装备的导弹种类等。多个国家的航天员证实“看见”过长城（发现），却从没有讲“看清”了长城（描述），玄机就在这里。



图片说明：长城的卫星照片。线状目标比点状目标更容易发现：用0.5毫米碳素笔在白纸上画条线，点几个点，并画几个粗两三倍的大点；把纸挂在墙上，往后退；距离大约3米时，你会看不见小点；距离超过6米，你才看不到线和粗点。

　　需要多大分辨率

　　从空间观察地面，即使光照和天气良好，人眼在约200千米高度的飞船上只能看到河流、公路、大坝等大型地标，眼睛好的还能看见八达岭长城。附带说一句，有人声称，“400米外看不见天安门广场的旗杆顶，以此计算，可以判定航天员绝对看不到长城。”但你去天安门广场亲自看过后就知道这种说法对不对。飞船上单凭人眼直接观察，难以看清地面小目标，所以据说苏联的飞船上曾配备过大倍数的望远镜，供航天员清晰观察地面。
　　
　　分辨率30米的侦察卫星就可以发现港口、基地、桥梁、公路或水面航行的舰船等较大目标。3～7米分辨率就可以发现雷达、小股部队、导弹基地、指挥所等较小的目标。1米分辨率的GE上，可以清晰地看到城市建筑物、道路以及汽车，可以找到我们办公室的位置，当然也可以看到航空母舰、飞机、坦克。


图片说明：大多数卫星照片的分辨率足以识别军舰。比如这艘军舰，很容易看出它是现代级。


图片说明：识别军用飞机的类型，甚至型号，也不是难事。右下方的照片里就有F/A-18、EA-6B、CH-53。

　　但是“看见”目标只是基础，更重要的是“看清”目标。比如在伊拉克战争中，公路上可能有数十万的各种车辆，美军必须依据卫星或航空侦察影像，从驴车、卡车等民用车辆中识别出坦克和其它军车，并判定它们完好、有战斗力后才能加以攻击，毕竟富裕的美国也没有足够多的导弹来炸毁所有这些车辆。具体地识别出军用飞机、车辆及其型号，就需要有3～0.3米的分辨率，还有大量的高度专业的判读人员。由于判读力量不足等原因，美军也只能对伊拉克部队集中地区的目标实施详细的识别分析，所以有众多的散布在荒野和民用车辆中的伊拉克飞机、坦克、装甲车、自行火炮没有被识别出来，自然也就没有遭到轰炸，结果大量武器完整地保存下来被美军缴获。
　　
　　至于最先进的军用卫星，据传最高分辨率可以达到0.05米，这就足以看见士兵手中的枪、报纸的标题。但所谓的卫星可以看见地面上的一切，例如士兵有没有刮胡子，看清报纸标题等耸人听闻的报道，却是夸大其词的无稽之谈。如果要从卫星照片上看清报纸的标题，地面分辨率必须达到0.003米，而这在目前是办不到的。
　　
　　影像卫星可以向下垂直拍照，也可以左、右、前、后倾斜拍照，所以很容易照到建筑物等垂直物体的侧面。相对而言建筑物南屋光照比北屋好，所以拍到南屋里的物体不奇怪。但由于分辨率的限制，以及窗玻璃的影响，恐怕难以看清南屋里的秘密。个别小说夸大其词，将侦察卫星的作用无限扩大，妄言任何大规模军事调动都一定会被美国卫星发现，甚至声称人在南屋都会被美国卫星看见一切。不过在军营的地面以及墙壁上搞许多不必要的花花草草，以及醒目的大标语和图形，这确实会让卫星轻易发现其位置。
　　
　　今天的影像卫星一般都能同时获取多个光谱的影像。其中红外影像可以揭露伪装，以及识别目标的真假。例如一些浅层的地下工事在可见光影像中无法看到，在红外影像中却清晰可见。而老式充气坦克在红外影像中也很容易和真坦克区分开来。不过它目前的分辨率一般低于可见光影像卫星。一般全色（黑白）影像的分辨率最高，而彩色影像的分辨率就低得多。人们往往用电脑把全色影像和彩色影像融合在一起，就得到高分辨率的彩色照片。
　　
　　雷达成像卫星可以在完全无光的黑夜工作，也可以穿透云层和烟雾发现地面目标，甚至可以穿透一定厚度的地层发现目标，是目前新一代影像卫星。不过它目前的分辨率远远低于光学影像卫星，不利于目标识别。


图片说明：GE上公布的照片中，有些地区的分辨率超过1米，足以看出一辆小轿车是三厢的还是两厢的。

　　公开的卫星照片是否泄密？本来，高科技、高成本的卫星照片技术就是为军事用途而发展起来的。所以网上公开卫星照片，引起了许多国家和地区军方的强烈反应。在各国的所有正规出版发行的民用地图上，是绝对不会出现军用设施和隐蔽建筑的。而目前网上公开的卫星照片上，所有的秘密都暴露无遗。有人认为，网上公开的卫星照片一旦落入恐怖分子手中，将是很危险的。甚至有人说：“这是典型的泄密！”不过有关的网络公司对此不以为然。他们表示，网上公开的卫星照片都是从公共渠道获得的，比如向世界各地的卫星照片供应商购买，向美国政府部门购买等。他们强调说没有使用任何“机密信息”，因此也就不存在泄密问题。
　　
　　GE上公布的免费卫星照片，确实让很多过去的秘密暴露无疑。前面我们已经说过，机场、空军基地、港口这类军用设施很容易识别，因此现在连一个普通网民都有可能了解某一空军基地的详细布局，包括它的跑道多长、多宽，方位多少，有多少机库等等。一些重要部门的建筑物，也很容易在GE上看到，比如五角大楼、中情局总部等。在美国、欧洲的很多地区，GE公开的信息更丰富，不仅有清晰的地面照片，还能标示出道路名称，商店、银行、停车场的位置，甚至有主要建筑物的三维图形。对于恐怖分子来说，这种信息也许会有用，因为他可以在网络上“踩点”，不用亲自跑一趟。
　　
　　从纯粹的军事作战来说，GE上公开的信息是否泄密，那就是公说公有理、婆说婆有理了。
　　
　　首先，对于不同的国家、用户，这些照片的价值有大有小。GE上公开的卫星照片，对于美俄英法这类大国不会带来什么好处，因为它们都有比较好的卫星侦察能力，甚至本来就是这些照片的提供者，不需要利用GE。但是对于没有侦察卫星的国家，GE就能提供一条新的情报途径，让它更容易了解别国的机场、港口等大型军事设施的某些情况。


图片说明：GE上也有不少照片是由飞机航拍的，因此分辨率相当高。比如这张，编辑就无法判断它究竟是不是卫星拍摄的。


图片说明：《兵器知识》的小编就是坐在这片地方的一幢房子里编辑这篇稿件的。

　　其次，GE上的照片只是提供了一定的信息，能不能用到军事行动中，还得看具体情况。比如它的坐标位置都存在一定误差，未必能用于精确制导；照片都是几个月，甚至几年前的，不能用于了解对方当前的军事行动。通过这些照片识别空军基地、海军基地比较容易，但对于陆军基地、兵营、军用车辆，它的分辨率大多不够。而且并非所有地区都清晰，比如以色列地区卫星照片的分辨率就明显不如美国、欧洲。
　　
　　第三，卫星照片不是放到任何人面前都有用，判断、识别、利用它，都需要丰富的经验，包括军事以外的知识。科学技术一向是把双刃剑，既是“魔鬼”，也是“福音”。从炸药、汽车，到核能、克隆，一向如此，GE当然也难免。因此对于GE是否泄密，我们恐怕可以这样理解：对于技术落后、固步自封者，它是狼来了；对于善于学习、与时俱进者，它是肉来了。


图片说明：金斯湾是美国海军主要的两个核潜艇基地之一。但是在GE公开的照片上，无论如何都找不到潜艇。


图片说明：在GE网站上，卫星照片之间的衔接并不是天衣无缝的。比如这里，两张照片之间的横向差别就有13米左右。在有些地方，差别甚至达到上百米。因此这里提供的经纬度数值，也会存在一定的误差。


图片说明：这片地区，曾被作为美国删减、遮盖军事目标的证据。其实它们是采用圆形灌溉系统的农田。这也反映出照片判读需要丰富的知识。




图片说明：有选择地公开不同时间拍摄的照片，这在GE上很常见。比如上面两张是Palmdale机场的卫星照片。如果你在去年访问GE，还可以看到一架B-2，可是现在就看不到了。