中國 14 顆衛(wèi)星馳援緬甸！為何天上的衛(wèi)星能指導地面的救援？

3月28日緬甸突發(fā)7.9級地震，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，日前中國的救援隊伍已經(jīng)抵達現(xiàn)場開始救援。而在此之前，太空中的救援已經(jīng)抵達現(xiàn)場——中國航天科技集團所屬中國資源衛(wèi)星應用中心調(diào)度在軌衛(wèi)星，安排高分四號衛(wèi)星、高分三號衛(wèi)星、環(huán)境減災二號05星等14顆衛(wèi)星對災區(qū)進行觀測，為救援提供衛(wèi)星圖像信息。那么，衛(wèi)星是怎么拍到災區(qū)圖像，又能給救災提供哪些幫助呢？

地震救災就是與時間賽跑，與死神賽跑，為了盡可能爭分奪秒拯救生命，了解震區(qū)的情況非常重要。遙感衛(wèi)星搭載高精度的傳感器，能夠接收地球表面物體發(fā)出的或反射的電磁波信號。經(jīng)過一系列的處理和分析，全天候、全天時、全譜段、全覆蓋，遙感衛(wèi)星能在遙遠的太空為救災人員源源不斷地提供寶貴的信息。接下來就分別介紹一下各類衛(wèi)星和它們擅長的領域。

光學衛(wèi)星：太空中的“火眼金睛”

光學衛(wèi)星是災害監(jiān)測的先鋒力量，以吉林一號系列衛(wèi)星為例。這些光學衛(wèi)星擁有高分辨率的相機系統(tǒng)，長光衛(wèi)星吉林一號高分04A衛(wèi)星，軌道高度為535km（相當于60座珠穆朗瑪峰），可拍攝分辨率優(yōu)于0.5米的高清影像。這種觀測能力意味著：在理想條件下，衛(wèi)星能夠辨識地面智能手機的輪廓，甚至可以分辨建筑物倒塌后磚瓦結構的裂縫。

圖1：長光衛(wèi)星吉林一號高分03D14星于3月29日拍攝的衛(wèi)星影像

而高分03D14星，具有全色0.75米的分辨率，在清晰度和覆蓋范圍之間達到了較好的平衡，能夠清晰呈現(xiàn)較大地物的形狀和位置信息，同時數(shù)據(jù)獲取成本相對較低，非常適合在災區(qū)救援這種需要長時間、大范圍的監(jiān)測任務中大顯身手。

這樣的對地觀測能力，對于地震后的災情評估來說，簡直是“火眼金睛”。救援人員可以通過這些影像，迅速鎖定受損嚴重的區(qū)域，優(yōu)先安排救援行動。不過，光學衛(wèi)星也有個“小缺點”，那就是在云層厚重或者夜晚時，它的“視力”就會大打折扣。

SAR衛(wèi)星：遙感衛(wèi)星中的“透視眼”

在衛(wèi)星遙感領域，合成孔徑雷達（SyntheticApertureRadar,SAR）衛(wèi)星擅長突破環(huán)境限制，尤其在地震應急響應中有其獨特價值。地震發(fā)生后，天儀研究院迅速啟動應急觀測模式，獲取了震區(qū)的SAR影像。例如在影像中，伊洛瓦底江上的阿瓦大橋結構性損毀清晰可見。

圖2：天儀研究院在當?shù)貢r間3月29日10時27分拍攝的震區(qū)SAR衛(wèi)星影像

SAR衛(wèi)星核心是主動式微波成像技術，通過發(fā)射調(diào)頻連續(xù)波（FMCW）并接收地物回波。SAR衛(wèi)星能夠在云雨天氣、夜間或植被覆蓋區(qū)域獲取地表形變信息，形成與光學遙感維度互補的觀測體系。這種技術基于InSAR（干涉SAR）技術的形變解譯，能夠穿透云層與植被冠層，直接捕捉地表形變，為災后救援路徑規(guī)劃提供關鍵決策依據(jù)。SAR核心技術利用衛(wèi)星與地物相對運動，實現(xiàn)高分辨率觀測。全天候、全時相的能力，在地震、洪澇、冰川、油氣管道等多場景中具有不可替代的優(yōu)勢。

熱紅外衛(wèi)星：地震預測與災害監(jiān)測的利器

隨著航空航天技術的發(fā)展，衛(wèi)星熱紅外遙感用于地震預測預報中已成為歷史發(fā)展的必然。地震導致熱紅外輻射異常是1988年前蘇聯(lián)學者Gorny、Tronin等分析中亞地區(qū)的地震衛(wèi)星熱紅外遙感圖像時意外發(fā)現(xiàn)的。

利用衛(wèi)星熱紅外遙感技術能夠探測到這種大范圍連續(xù)的近地表熱場變化，這為開展地震短臨預報研究提供了新的技術途徑和廣闊的應用前景。同時，它在地表溫度反演、森林火災、旱災監(jiān)測及探礦、探地熱、城市熱島效應等領域也發(fā)揮重要作用。那么，衛(wèi)星又是如何參與救災的呢？

衛(wèi)星的“救災流程”

衛(wèi)星調(diào)度是整個探測過程的第一步。平時衛(wèi)星都在自己各自的軌道上行走，在發(fā)生緊急情況時就需要迅速啟動應急響應機制，快速計算衛(wèi)星軌道進行變軌，然后設置合理的成像參數(shù)在目標區(qū)域進行探測。

比如在這次緬甸地震中，中國資源衛(wèi)星應用中心在地震發(fā)生后立即行動，調(diào)動了包括高分四號、高分三號、環(huán)境減災二號05星等在內(nèi)的14顆衛(wèi)星。這些衛(wèi)星的調(diào)度基于災區(qū)的地理位置和具體需求，通過精確的任務規(guī)劃，確保衛(wèi)星能夠覆蓋災區(qū)的關鍵區(qū)域。衛(wèi)星調(diào)度系統(tǒng)會實時調(diào)整衛(wèi)星的姿態(tài)和軌道，以確保衛(wèi)星能夠快速響應并獲取高質(zhì)量的災后影像。

第二步是利用災后遙感監(jiān)測影像，通過與災前背景影像進行對比，識別并提取地震所造成的倒塌建筑物、中斷的橋梁及道路、滑坡和堰塞湖等的分布信息，相關分析結果可為地震救援、應急物資運輸提供參考。

圖3：緬甸地震受災前后光學衛(wèi)星圖像（災前：高分一號03衛(wèi)星2025年3月16日采集，災后：資源一號02D衛(wèi)星2025年3月29日采集）

衛(wèi)星救災，不是一天練成的

從強震來襲摧毀地面通信網(wǎng)絡，到太空中的衛(wèi)星陣列悄然啟動應急響應，這套體系也經(jīng)過了多年的積累才能實現(xiàn)。2008年汶川地震后，我國構建起天地一體化應急監(jiān)測體系——2.3萬個地面監(jiān)測站與衛(wèi)星陣列協(xié)同運作。當2021年瀘縣6.0級地震發(fā)生時，僅用9分鐘就將災情評估送達指揮部，較汶川時期效率提升數(shù)十倍。

在地震救援中，遙感衛(wèi)星一馬當先，震后10分鐘內(nèi)，應急響應系統(tǒng)會根據(jù)震中坐標啟動衛(wèi)星調(diào)度程序。原本按固定軌道運行的遙感衛(wèi)星，通過星載推進器實施精準變軌，并設置合理的成像以高精度成像模式掃描災區(qū)，其獲取的可見光與雷達影像。然后就如上文所說，利用遙感監(jiān)測影像與災前對比，識別受災情況，并記錄地表形變及趨勢，監(jiān)測次生災害，提供災后評估和重建地理信息，助居民規(guī)避潛在風險。

當然，這套系統(tǒng)并非單打獨斗。在2025年1月7日的西藏定日縣地震救援中，中國憑借先進的無人機技術、衛(wèi)星技術、后勤保障設備以及遙感衛(wèi)星技術等一系列全球領先的地震救援設備和技術，成功地開展了一場高效、科學的救援行動。

當通信中斷時，通信衛(wèi)星與無人機組成“空基互聯(lián)網(wǎng)”：無人機搭載基站升空，在2022年瀘定6.8級地震中，“翼龍II無人機”與地面衛(wèi)星車共同構建災后信息鏈，確?；麦w位移、生命線損毀等關鍵數(shù)據(jù)實時回傳。而遙感衛(wèi)星提供的災情圖譜，正成為救援指揮的“數(shù)字沙盤”，AI算法可自動標注優(yōu)先級救援目標。

從災后盲救到黃金72小時精準響應，我國地震應急體系已發(fā)生質(zhì)變。隨著高分衛(wèi)星星座加密組網(wǎng)和算法迭代，這套“太空監(jiān)測+智能分析+空基通信”的立體系統(tǒng)，正在災難救援中展現(xiàn)出更強實力。

AI+衛(wèi)星將會更強大

隨著人工智能的快速發(fā)展，遙感領域正迎來一場前所未有的革命。從人工智能目標識別算法到智能衛(wèi)星星座，這些創(chuàng)新正在重新定義我們對地球的觀測方式，并為未來的技術應用打開了新的大門。

當下，遙感衛(wèi)星在地震等自然災害救援中已經(jīng)能起到很重要的作用，而人工智能技術的融入，則會讓遙感衛(wèi)星更強大。通過輕量化AI模型與專用計算芯片的巧妙部署，衛(wèi)星已能在浩瀚太空中實時完成目標檢測、數(shù)據(jù)壓縮等復雜任務。比如，搭載了優(yōu)化版YOLO算法（一種人工智能中常用的目標檢測算法）的衛(wèi)星，能在拍攝瞬間精準識別船舶、林火等目標，將數(shù)據(jù)處理時效從漫長的小時級縮短至寶貴的分鐘級，為災害應急響應贏得了至關重要的時間。

更值得一提的是，基于自監(jiān)督學習的遙感大模型，極大地提升了多模態(tài)數(shù)據(jù)融合分析的智能化水平。這些模型無需依賴人工標注，就能從光學、SAR、紅外等多源數(shù)據(jù)中自動提取共性特征，讓衛(wèi)星在復雜多變的場景中更加游刃有余，即便在云層遮擋的區(qū)域也能自動切換至SAR成像模式，確保信息的準確傳遞。

未來，與人工智能深度結合的“學習型衛(wèi)星”有望突破被動觀測的局限，通過星地協(xié)同的強化學習框架，動態(tài)優(yōu)化觀測策略。當發(fā)現(xiàn)臺風眼壁置換或冰川異常運動時，衛(wèi)星將能自主調(diào)整重訪頻率，甚至聯(lián)動其他衛(wèi)星組成“虛擬星座”進行立體監(jiān)測。這樣的技術突破，不僅讓衛(wèi)星從“數(shù)據(jù)采集器”蛻變?yōu)椤疤罩悄荏w”，更將為災后的快速響應和精準救援提供強有力的支持。

參考文獻

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[6]多顆國產(chǎn)遙感衛(wèi)星傳回緬甸地震災區(qū)影像[EB/OL].https://news.qq.com/rain/a/20250330A06H5Y00

[7]國家遙感數(shù)據(jù)與應用服務平臺[EB/OL]. https://www.cpeos.org.cn/home/

策劃制作

作者丨林昊 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所研究生

審核丨劉松川 中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院 高級工程師