專家解讀Google Earth衛星照片是否泄密？(組圖)

專家解讀：Google Earth衛星照片是否泄密？


最近，Google公司對其提供地圖服務的Google Earth網站和軟件進行了重大升級，衛星照片數量一下子擴大了四倍，全球三分之一的人口都可以通過它觀看自己的家或者鄰居的房屋。這個網站和軟件公開不過一年多，但軟件下載次數已經超過一億次，網絡上甚至出現用這種軟件進行“環球旅遊”的“GE黨”（也稱“GE族”，為了簡練，本文在後麵也把Google Earth簡稱為GE）。
　　
　　過去，各國軍用偵察衛星拍攝的照片一直高度保密，充滿了神秘感，於是有關衛星照片的神話四處流傳。如美國記者多爾·邁德爾的一篇報道稱：一顆運行在160千米高空軌道上的美國偵察衛星拍攝到一艘俄羅斯巡洋艦；照片放大後，清楚得可以看到甲板上的螺栓，而站在旁邊的一個水兵在看報紙，報頭的《真理報》字樣居然也曆曆在目。
　　
　　開始的偵察衛星都采取特製的膠片相機，照完後的膠片裝入返回艙送回地麵，所以獲取影像的周期很長。後來偵察衛星開始采取特製的數碼相機，圖像可以直接用電波發回地麵，所以獲取影像的周期從數月、數天大幅度縮短到約1個小時，同時也便於用電腦處理和分發這些影像。這在方便軍用的同時，也為其大規模進入民用提供了基礎。很多國家在軍用照相偵察衛星的基礎上發展出一批高水平的民用衛星，並把它們拍攝的照片推向市場，廣泛用於城市規劃、資源勘探等各個領域。現在，GE更是把一些高分辨率衛星照片免費公開到網上，再加上街道、地址等信息，儼然一個全球網上地圖冊。它的出現，在方便生活的同時，也引發了是否泄密的激烈爭論。

　　影像衛星解密

　　目前仍在軌道上運行的高分辨率的影像偵察衛星接近10顆。影像衛星不像通信衛星那樣懸在某一地點上空不動，而是繞著地球運行。如美國KH-11（“鎖眼”11）影像偵察衛星，繞地球轉一圈周期約為97分鍾。光學影像衛星一般隻能獲得衛星下方一定範圍內的地麵影像。對於低軌道的影像偵察衛星而言，在一晝夜24小時中，對同一個目標最多隻能偵察2次，每次過頂隻有十幾分鍾時間。所以在伊拉克戰爭期間，美國的KH-11衛星就是在當地時間每日淩晨2點左右由南向北飛過巴格達上空，使用其紅外與微光設備進行偵察，下午約3點又由北向南飛過巴格達，使用其可見光光學設備進行偵察。


圖片說明：美國“鎖眼”4偵察衛星。它拍攝的膠片裝在返回艙內，彈離衛星後進入太平洋上空的大氣層，然後打開降落傘，由C-119運輸機在空中回收。


圖片說明：其實衛星照片在GE網站上隻是 一個基礎，更多的是其它服務。你可以“站在”空中，從各種角度、高度觀察高樓林立的紐約市，看看哪條街通往你的目的地，附近有哪些加油站、中餐館。如果吃不慣，改去比薩店也行。

　　影像衛星不是萬能的。首先，它的運行軌道一般是可以預測的，因此軍事行動可以選擇在沒有影像衛星從頭頂附近經過時進行。其次，衛星經過目標區時，如果空中正好有雲霧或大氣汙染嚴重，那就很難獲得地麵清晰的可見光影像。例如工業城市洛陽，美國某民用影像衛星在長達幾年的時間裏多次過境拍攝，都由於大氣汙染嚴重，沒有獲得一張合格的可見光影像。雲霧或嚴重大氣汙染對紅外攝影也有一定影響。所以隻要充分利用雲霧,或人工製造煙霧遮蔽，就可以大幅度減小軍事行動被影像衛星看到的機率。

評價一張衛星照片的好壞，最重要的指標就是分辨率。現在GE之所以產生那麽大的影響，也正是因為它提供的很多照片分辨率比較高，讓普通人看到了一些過去在軍事上非常敏感的目標。

圖片說明：“鎖眼”11是第一種采用數字照相技術的偵察衛星，拍攝的圖像可以通過無線電及時傳送回地麵，不再需要回收膠卷。

　　地麵分辨率解密光學影像衛星均擁有特長焦距相機，焦距都在2米以上，目前最大焦距已長達6米，因此可以獲得高分辨率的地麵影像。分辨率是指在影像中將兩個物體分開的最小間距，而不是能看到的物體的最小尺寸。例如分辨率1米，就是說兩個人相距1米以上時，在影像中就可以看到分開的兩點；當兩個人距離小於1米時，他們的影像將合為一體，在影像中隻能看到1個點。
　　
　　但是地麵分辨率並不代表能從影像上所看見的地麵物體的最小尺寸。1米分辨率的衛星照片中，完全可以看到垂直投影尺寸遠小於1米的人，甚至是隻有0.1米寬的馬路分道線。另外，無論人眼觀察還是偵察影像，或是雷達偵察圖像中，哪怕很細小的線狀目標都遠比較大的點狀目標容易發現。人眼能從飛船上看到八達嶺長城，卻無法看到大得多的世紀壇，原因就在這裏。
　　
　　光學影像衛星一般采用橢圓形軌道，如美國KH-12衛星運行在近地點322千米、遠地點966千米的太陽同步軌道上。影像衛星運行到其軌道近地點時，拍攝正下方地麵的影像分辨率最高，其數值就是該影像衛星的最高分辨率。但多數目標區不會恰好位於影像衛星軌道近地點正下方，所以影像衛星往往不得不在較遠的距離上傾斜拍攝目標區的地麵影像，結果多數照片的分辨率遠遠小於其最高分辨率。目前，世界上最先進的影像衛星是KH-12，據傳其分辨率已達到0.05米，有“極限軌道平台”之稱。但這隻是它的最高分辨率，絕大多數影像達不到。




圖片說明：不同時間拍攝的台北市的衛星照片。上邊這張雲多，幾乎無法看見淡水河。

　　從衛星照片上僅僅發現目標還遠遠不夠，往往還需要具體識別出目標類型，以及目標的型號，甚至當前狀況。對地麵偵察共分為四級。第一級是“發現”，從影像上僅僅能判斷目標的有無，例如海麵上有無艦船，地麵上有無可疑物體。第二級是“識別”，能夠粗略辨識目標種類，例如是人還是車，是大炮還是飛機。第三級是“確認”，從同一類目標中指出其所屬類型，例如車輛是卡車還是公共汽車，海上艦船是油輪還是航母。第四級是“描述”，能識別目標上的特征和細節。例如能指出飛機、汽車的型號和艦船上裝備的導彈種類等。多個國家的航天員證實“看見”過長城（發現），卻從沒有講“看清”了長城（描述），玄機就在這裏。



圖片說明：長城的衛星照片。線狀目標比點狀目標更容易發現：用0.5毫米碳素筆在白紙上畫條線，點幾個點，並畫幾個粗兩三倍的大點；把紙掛在牆上，往後退；距離大約3米時，你會看不見小點；距離超過6米，你才看不到線和粗點。

　　需要多大分辨率

　　從空間觀察地麵，即使光照和天氣良好，人眼在約200千米高度的飛船上隻能看到河流、公路、大壩等大型地標，眼睛好的還能看見八達嶺長城。附帶說一句，有人聲稱，“400米外看不見天安門廣場的旗杆頂，以此計算，可以判定航天員絕對看不到長城。”但你去天安門廣場親自看過後就知道這種說法對不對。飛船上單憑人眼直接觀察，難以看清地麵小目標，所以據說蘇聯的飛船上曾配備過大倍數的望遠鏡，供航天員清晰觀察地麵。
　　
　　分辨率30米的偵察衛星就可以發現港口、基地、橋梁、公路或水麵航行的艦船等較大目標。3～7米分辨率就可以發現雷達、小股部隊、導彈基地、指揮所等較小的目標。1米分辨率的GE上，可以清晰地看到城市建築物、道路以及汽車，可以找到我們辦公室的位置，當然也可以看到航空母艦、飛機、坦克。


圖片說明：大多數衛星照片的分辨率足以識別軍艦。比如這艘軍艦，很容易看出它是現代級。


圖片說明：識別軍用飛機的類型，甚至型號，也不是難事。右下方的照片裏就有F/A-18、EA-6B、CH-53。

　　但是“看見”目標隻是基礎，更重要的是“看清”目標。比如在伊拉克戰爭中，公路上可能有數十萬的各種車輛，美軍必須依據衛星或航空偵察影像，從驢車、卡車等民用車輛中識別出坦克和其它軍車，並判定它們完好、有戰鬥力後才能加以攻擊，畢竟富裕的美國也沒有足夠多的導彈來炸毀所有這些車輛。具體地識別出軍用飛機、車輛及其型號，就需要有3～0.3米的分辨率，還有大量的高度專業的判讀人員。由於判讀力量不足等原因，美軍也隻能對伊拉克部隊集中地區的目標實施詳細的識別分析，所以有眾多的散布在荒野和民用車輛中的伊拉克飛機、坦克、裝甲車、自行火炮沒有被識別出來，自然也就沒有遭到轟炸，結果大量武器完整地保存下來被美軍繳獲。
　　
　　至於最先進的軍用衛星，據傳最高分辨率可以達到0.05米，這就足以看見士兵手中的槍、報紙的標題。但所謂的衛星可以看見地麵上的一切，例如士兵有沒有刮胡子，看清報紙標題等聳人聽聞的報道，卻是誇大其詞的無稽之談。如果要從衛星照片上看清報紙的標題，地麵分辨率必須達到0.003米，而這在目前是辦不到的。
　　
　　影像衛星可以向下垂直拍照，也可以左、右、前、後傾斜拍照，所以很容易照到建築物等垂直物體的側麵。相對而言建築物南屋光照比北屋好，所以拍到南屋裏的物體不奇怪。但由於分辨率的限製，以及窗玻璃的影響，恐怕難以看清南屋裏的秘密。個別小說誇大其詞，將偵察衛星的作用無限擴大，妄言任何大規模軍事調動都一定會被美國衛星發現，甚至聲稱人在南屋都會被美國衛星看見一切。不過在軍營的地麵以及牆壁上搞許多不必要的花花草草，以及醒目的大標語和圖形，這確實會讓衛星輕易發現其位置。
　　
　　今天的影像衛星一般都能同時獲取多個光譜的影像。其中紅外影像可以揭露偽裝，以及識別目標的真假。例如一些淺層的地下工事在可見光影像中無法看到，在紅外影像中卻清晰可見。而老式充氣坦克在紅外影像中也很容易和真坦克區分開來。不過它目前的分辨率一般低於可見光影像衛星。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。人們往往用電腦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。
　　
　　雷達成像衛星可以在完全無光的黑夜工作，也可以穿透雲層和煙霧發現地麵目標，甚至可以穿透一定厚度的地層發現目標，是目前新一代影像衛星。不過它目前的分辨率遠遠低於光學影像衛星，不利於目標識別。


圖片說明：GE上公布的照片中，有些地區的分辨率超過1米，足以看出一輛小轎車是三廂的還是兩廂的。

　　公開的衛星照片是否泄密？本來，高科技、高成本的衛星照片技術就是為軍事用途而發展起來的。所以網上公開衛星照片，引起了許多國家和地區軍方的強烈反應。在各國的所有正規出版發行的民用地圖上，是絕對不會出現軍用設施和隱蔽建築的。而目前網上公開的衛星照片上，所有的秘密都暴露無遺。有人認為，網上公開的衛星照片一旦落入恐怖分子手中，將是很危險的。甚至有人說：“這是典型的泄密！”不過有關的網絡公司對此不以為然。他們表示，網上公開的衛星照片都是從公共渠道獲得的，比如向世界各地的衛星照片供應商購買，向美國政府部門購買等。他們強調說沒有使用任何“機密信息”，因此也就不存在泄密問題。
　　
　　GE上公布的免費衛星照片，確實讓很多過去的秘密暴露無疑。前麵我們已經說過，機場、空軍基地、港口這類軍用設施很容易識別，因此現在連一個普通網民都有可能了解某一空軍基地的詳細布局，包括它的跑道多長、多寬，方位多少，有多少機庫等等。一些重要部門的建築物，也很容易在GE上看到，比如五角大樓、中情局總部等。在美國、歐洲的很多地區，GE公開的信息更豐富，不僅有清晰的地麵照片，還能標示出道路名稱，商店、銀行、停車場的位置，甚至有主要建築物的三維圖形。對於恐怖分子來說，這種信息也許會有用，因為他可以在網絡上“踩點”，不用親自跑一趟。
　　
　　從純粹的軍事作戰來說，GE上公開的信息是否泄密，那就是公說公有理、婆說婆有理了。
　　
　　首先，對於不同的國家、用戶，這些照片的價值有大有小。GE上公開的衛星照片，對於美俄英法這類大國不會帶來什麽好處，因為它們都有比較好的衛星偵察能力，甚至本來就是這些照片的提供者，不需要利用GE。但是對於沒有偵察衛星的國家，GE就能提供一條新的情報途徑，讓它更容易了解別國的機場、港口等大型軍事設施的某些情況。


圖片說明：GE上也有不少照片是由飛機航拍的，因此分辨率相當高。比如這張，編輯就無法判斷它究竟是不是衛星拍攝的。


圖片說明：《兵器知識》的小編就是坐在這片地方的一幢房子裏編輯這篇稿件的。

　　其次，GE上的照片隻是提供了一定的信息，能不能用到軍事行動中，還得看具體情況。比如它的坐標位置都存在一定誤差，未必能用於精確製導；照片都是幾個月，甚至幾年前的，不能用於了解對方當前的軍事行動。通過這些照片識別空軍基地、海軍基地比較容易，但對於陸軍基地、兵營、軍用車輛，它的分辨率大多不夠。而且並非所有地區都清晰，比如以色列地區衛星照片的分辨率就明顯不如美國、歐洲。
　　
　　第三，衛星照片不是放到任何人麵前都有用，判斷、識別、利用它，都需要豐富的經驗，包括軍事以外的知識。科學技術一向是把雙刃劍，既是“魔鬼”，也是“福音”。從炸藥、汽車，到核能、克隆，一向如此，GE當然也難免。因此對於GE是否泄密，我們恐怕可以這樣理解：對於技術落後、固步自封者，它是狼來了；對於善於學習、與時俱進者，它是肉來了。


圖片說明：金斯灣是美國海軍主要的兩個核潛艇基地之一。但是在GE公開的照片上，無論如何都找不到潛艇。


圖片說明：在GE網站上，衛星照片之間的銜接並不是天衣無縫的。比如這裏，兩張照片之間的橫向差別就有13米左右。在有些地方，差別甚至達到上百米。因此這裏提供的經緯度數值，也會存在一定的誤差。


圖片說明：這片地區，曾被作為美國刪減、遮蓋軍事目標的證據。其實它們是采用圓形灌溉係統的農田。這也反映出照片判讀需要豐富的知識。




圖片說明：有選擇地公開不同時間拍攝的照片，這在GE上很常見。比如上麵兩張是Palmdale機場的衛星照片。如果你在去年訪問GE，還可以看到一架B-2，可是現在就看不到了。