找回密码
 立即注册
搜索

卫星可以拍得多清楚

[复制链接]
智慧谋略 发表于 2025-3-1 06:01:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
目前民用能普遍接触到的卫星图像在30厘米/象素,也就大约是一张A4纸大小。军用卫星的具体数字涉密,可以公开讲的不精确的数字是6-8厘米/象素,基本上带上软件拍到车牌数字那个大小是没有任何问题(关于识别,请移步评论区),甚至可以通过数人头来统计军队人数(星下点影像)。


最清晰的卫星分辨率是多少?
卫星精度是各国的军事机密,间谍卫星是各国的秘密武器,相继发射了高分一号二号到12号以及各种测绘卫星。根据理论值保守估计分辨率可以做到0.1米以内,理论上能够看清人脸,具体情况还得受空气环境影响。
要说谁家的卫星看得最清楚,当仁不让是NRO。NRO拥有的技术比商用卫星领先十几年。而NRO最出名的就是KH间谍卫星,即“KeyHole锁眼”系列。下面这张是1966年锁眼拍的中国某著名建筑。(猜猜为什么比例不对?

1966

1968年锁眼照片
锁眼卫星早期大部分是返回式相机拍摄,获取的影像数据以黑白全色胶卷为主,只能把拍好的胶卷空投到地球,或者派飞机在高空回收装有胶卷的卫星头部。然后进行数字化扫描,并以DS11**或DS10**等命名存为TIF文件。

从卫星轨道拍摄地面有两个大问题。首先,地球的大气并不是真正透明的。大气的冷热对流等现象都会以不同的程度改变光线路径。就和大夏天我们都见过的飘在柏油马路上的“热浪”一个道理。间谍卫星需要通过自适应光学元件来纠正这种影响。第二个问题是物理学。间谍卫星本质上就是一架大口径望远镜,根据光的波长和镜片的大小,望远镜对可以分辨的物体尺寸有严格的限制。这是望远镜的衍射极限。常用的是瑞利极限=1.22λ/D, (其中λ是观测的波长,D是望远镜物镜的通光直径。得出分辨率是弧度)。我们假设望远镜在近地点250公里高的轨道,在蓝绿色450nm光波长的波段,用4m直径的镜片(可以装在Falcon 9和波音X-37的有效载荷托架中而无需折叠,泰坦待查)。算出来最大理论分辨率为3.4厘米(实际分辨率要乘以1.5~2的经验系数)。所以,如果想要拍得更清晰,一个是让卫星飞得足够低,一个是磨出更大的镜片。卫星飞得太低,自转速度快,没法盯着一个目标长时间拍摄,而且还受大气等影响将消耗大量能量,如果不经常把燃料送上去,那很快卫星就会掉下来而磨更大的镜片又谈何容易,技术封锁的也相当厉害。美国还是走在磨镜子技术的前列,刚才提到的那二个捐给NASA的卫星,它的光学镜片还是在苏联还没解体的时候就研磨好了的,在仓库内一放就是将近30年,现在拿出来仍然是相当先进的
关于人脸识别
是否能看清人脸。首先让我们看看识别面部特征并成功识别人脸所需的绝对最低分辨率是多少。 根据我看过的文献,要做到这一点,我们需要将人脸解析为至少40x40像素的分辨率。 因此,如果我们说一个成年人的平均脸宽为20厘米,那么我们应该达到约5毫米/象素的级别。 在有些极低的LEO轨道上(例如在高度椭圆的Molniya轨道近地点),距地球表面200 km,这使我们所需的角分辨率为0.006arc,这次不用瑞利,换用道式极限来算,我们可以计算理论上的最小望远镜孔径: =11.6/R= 11.6/0.006= 1900cm也就是最小直径约为20米的望远镜。 上面说的MOIRE卫星正是20米直径。当然,这里没有乘经验数,虽然在技术上大概率是可行的,前提是被识别的人要在卫星经过时仰着头。。。。但另一方面,如果这是军事间谍卫星,那它将很容易被发现,这是军事力量所不想看到的。那还不如搞个飞艇或无人机,又便宜又好用。

商业卫星的水平就参差不齐了,从0.5米-100米的都有,取决于具体的应用了。比方这颗由长光卫星自主研发设计的吉林一号就能实现0.5-1米的分辨率,它发射于2015年。也因而2015年被称作商业航天元年。





 楼主| 智慧谋略 发表于 2025-3-1 06:04:26 | 显示全部楼层
对于普通个人用户而言,在国内天地图肯定第一,国外Google地图肯定是最清晰的。我们拿目前流行的六款卫星地图比较一下,你就明白了。

地图采用了Google、Arcgis、微软影像、百度地图、腾讯地图、高德地图、天地图。





本次测评专用软件:图新地球桌面端(点击获取体验),图新地球是当前能够免费浏览下载谷歌地图、天地图影像,道路图、三维地形图、电子地图、各种专题图、全国分省地图、行政区划地图等,有需要的朋友可以下载图新地球桌面端浏览。

您也可以下载手机端外业精灵app【各大手机应用商店均可下载】进行查看各图源清晰度。

对比选址:经度:121.34725973010066 纬度:31.19621814921196,这里是上海虹桥国际机场的一号航站楼最北边,东航机关食堂的西边。

对比数据比例1000米、300米、200米以下,共3组


1、1000米影像清晰度对比

Google卫星影像



天地图影像





Arcgis卫星影像





微软影像





百度地图





高德地图


结果很明显,六款地图一比较,天地图以绝对优势呈现,它也必须第一,为什么?

因为天地图是由我们国家自然资源部国家基础地理信息中心建立的,标准的国字号,它的卫星地图最权威,最准确、最清晰。
2、300米对比影像清晰度对比


Google卫星影像



天地图影像





Arcgis影像(淘汰)





微软影像



百度地图(淘汰)





高德地图


300米比例对比完毕后,天地图清晰度依然是排行第一。


3、200米以下对比影像清晰度对比

Google卫星影像



微软影像



天地图影像



高德影像


200米以下相对来说较为清晰的谷歌卫星地图、天地图影像,微软影像与高德影像差不多一个清晰度,arcgis影像与百度地图直接被淘汰了。


结论
综合分析来看,国内卫星影像清晰度,天地图在国内权威性、清晰度排行第一,其次是谷歌卫星影像,然后是高德地图;

如果站在全球角度的话,Google地图第一,微软影像第二,arcgis影像相对来说最模糊;天地图影像只有国内影像不参与测评。

但是在影像色彩渲染处理上,天地图比谷歌地图要差一截,谷歌影像看起来更真实更自然,而天地图影像则颜色较深像,可能就是影像拍摄的原片,没有进行技术处理。




 楼主| 智慧谋略 发表于 2025-3-1 06:12:19 | 显示全部楼层
目前互联网上应用最广泛的卫星影像包括:谷歌影像、天地图影像、百度影像、高德影像、微软影像、ArcGIS影像等,我们将从多个方面为大家逐一分析,方便大家日常使用和学习。先用表格比较下不同影像的覆盖范围、更新周期、清晰度、水印、下载稳定性:


需要说明的是:
谷歌地图影像为谷歌地图(WEB版)CN服务器的影像数据,访问速度快,稳定,带谷歌水印,WGS84坐标系,投影为WEB墨卡托投影;
谷歌地球影像为谷歌地球的影像数据,支持谷歌历史影像,访问受网络限制,电信网会不定时不定屏蔽,大量下载可能会被封IP,不带水印,WGS84坐标系,投影为经纬度投影。
谷歌地球用的影像来源复杂,大城市和主要区域用的是DG卫星,原始分辨率0.3m,但谷歌多数提供分辨率是0.5m。我们表格里只是体现了最高分辨率。
Google earth的卫星影像部分来自于美国DigitalGlobe公司与美国EarthSat公司,航拍部分的来源有英国BlueSky公司、美国Sanborn公司、美国IKONOS及法国SPOT5。毋庸置疑,谷歌影像在全球的覆盖率上绝对领先。
另外,微软和ArcGIS的影像也能够看见棕榈岛,不过清晰度要差一些,ArcGIS卫星影像最清晰的部分是美国大陆的0.3米分辨率图像和西欧部分地区的0.6米分辨率图像。

时效性
地图讲究“现势性”,简而言之,地图所提供的地理空间信息要尽可能地反映当前最新的情况。在城市快速发展的形势下,城市地形、地貌、地物的变化十分频繁。如果地图的时效性太差,在家看好地图了,一到现场发现,实景和地图呈现的完全不一样,那就坑爹了。我们拿上海迪士尼乐园的卫星影像图做比较,上海迪士尼乐园2011年底开始拆迁新建,2016年6月落成开园,能够方便地看出时间的大概范围。
先说结论:微软(最早)<ArcGIS<百度=高德<谷歌(最新)
(天地图影像清晰度不够,无法推测)
结合谷歌历史影像和乐园建造的进度推测,微软影像在2013年左右,ArcGIS影像在2015年末2016年初左右,百度高德影像在2016年6月之后,谷歌影像最新更新时间是2018年11月。当然,这些时间仅代表部分区域,不能代表所有更新时间。

如果想要观察整个乐园的建造过程,不需要大费周章地切换不同影像,直接看谷歌历史影像就够了。把不同时期的历史影像做成一张GIF图,能够非常清楚地进行观察。


清晰度“谷歌地球确实很清晰,十几年前都比现在国产图分辨率高。只有谷歌影像依旧靠谱,同一地区的影像,仍然能够分辨出村落和田野,建筑的轮廓也能辨认。看了这么多,除了发自内心感叹谷歌影像厉害之外,也能发现卫星遥感影像的应用价值。小到出外业调查,大到环境监测、城市规划、军事作战,各种工作都离不开卫星影像。
以上所有卫星影像,包括谷歌卫星、谷歌影像、天地图、高德、百度、微软、ArcGIS、谷歌历史影像都被集成在一款软件当中供大家查看和免费下载,这款软件叫图新地球。有兴趣的小伙伴可以搜索体验


每10分钟一更新的实时卫星影像实时卫星影像打开网站(zoom.earth),可以查看实时卫星影像画面,在左边的菜单中,默认选中了“直播”。
选中“高清”按钮,可以查看到更清晰的卫星影像,但最高分辨率大概在50米左右,而且由于天气的原因,大部分地方还会被云层所遮盖。
地图数据
从上述内容可以看出,ZoomEarth能提供的,更多是与天气相关的实时地图数据。
所能提供最高清的实时卫星影像数据,分辨率大概在50米左右。
如果需要更高分辨率的免费卫星影像,可以到soar.earth网站中去下载,不过最多只能下载到近5天或近2天以内的卫星影像,且也只能达到10米分辨率。
需要强调的是,该网站虽然每10分钟更新一次卫星影像,但会延迟大约20到30分钟,且夜晚的城市灯光不是实时的。

一、实时的卫星地图?
可以看到实时更新的卫星地图吗,答案是:不可以。
以谷歌地区举例,谷歌地球是世界最先进的虚拟地球仪,囊括的卫星地图数据之海量,可谓世界之前列。


▲BIGEMAP上的显示来自谷歌地球的卫星地图
但谷歌官方文档明确写明,不具有实时性,不止是谷歌公司,全世界的任何一家公司不可能有这样的实时更新的软件,从政治方面考虑这是致命的。
因此,即便是最先进的谷歌地区,也只是静止的卫星影像,定期更新。当然,也存在专业的卫星影像公司能够提供及时的卫星影像,但仅限制在卫星云图,比如日本向日葵8号气象卫星等。
 楼主| 智慧谋略 发表于 2025-6-23 10:51:47 | 显示全部楼层
卫星最高分辨率涉及军用侦察卫星和商业遥感卫星两大领域,不同国家在不同领域的技术水平存在差异。以下是综合搜索结果的核心结论:
一、最高分辨率记录(0.1米级)

军用侦察卫星
美国:KH系列锁眼卫星(如KH-12):公开资料显示分辨率为0.1米(10厘米),是目前已知全球最高分辨率。例如USA-224卫星在2019年拍摄伊朗火箭发射场的影像中,可辨识发射架镂空结构和避雷塔细节。
技术优势:采用直径2.4米大口径镜片和先进变轨技术,单颗造价超50亿美元,领先民用技术约10-15年。

中国:
高分十一号卫星:亚米级光学遥感卫星,官方公布最高分辨率0.1米,2020年发射的02星具备同等能力。

商业遥感卫星
中国:
四维高景一号03、04星:2025年2月发射,空间分辨率 0.1米,几何精度达商业卫星国际先进水平,采用“磁悬浮防抖”技术实现高清晰成像。

美国:
WorldView系列(如WorldView-4):分辨率 0.31米(商用领域原最高),但该卫星已失效。
Umbra SAR卫星:合成孔径雷达(SAR)影像分辨率达 0.16米(16厘米),但属于雷达成像而非光学成像。

🌍 二、其他国家的技术水平

俄罗斯:
Resurs-P卫星(2024年发射):分辨率仅1米,技术落后中美约35-40年,仍使用折射光学系统和加压仪器舱设计。

以色列、欧洲:
商业影像分辨率普遍在 0.5米(如以色列卫星开放50厘米影像)。

印度:
ResourceSat-2卫星:最高分辨率 5.8米,近期开放免费下载,但实用性有限。

三、分辨率的技术边界
物理限制:光学卫星分辨率受大气扰动、衍射极限等制约,0.1米接近当前技术极限。低于0.1米的物体(如车牌、报纸文字)无法被光学卫星直接识别。
雷达突破:合成孔径雷达(SAR)通过微波成像突破光学限制(如Umbra的0.16米影像),但成像原理不同,适用场景有差异。

总结与对比
国家
卫星/项目
最高分辨率
类型
状态
美国
KH-12锁眼卫星
0.1米
军用光学
在役
中国
高分十一号02星
0.1米
军用光学
在役
中国
四维高景一号03/04星
0.1米
商业光学
2025年新发射
美国
Umbra SAR卫星
0.16米
商业雷达
在役(非光学)


结论:
军用领域:美国和中国的卫星均达到 0.1米 光学分辨率,并列全球最高水平。
商业领域:中国 四维高景卫星(0.1米)刷新商业遥感纪录,领先美国现役商用光学卫星(0.3米级)。

政策限制:中国规定公开影像不得优于0.5米
技术边界:光学卫星0.1米接近物理极限
 楼主| 智慧谋略 发表于 2025-6-23 11:03:05 | 显示全部楼层
根据最新数据(截至2025年6月),全球主要国家/地区的卫星数量及最高分辨率对比如下。需注意:卫星数量因统计口径(如是否包含失效卫星、商业小卫星星座等)存在差异,分辨率则受卫星类型(军用/民用、光学/雷达)和政策限制影响显著。关键数据整合自权威来源,并按国家分类说明:
一、卫星数量与分辨率综合对比(核心国家)
国家在轨卫星总数最高分辨率卫星/系统分辨率类型备注
美国4600+KH-12锁眼卫星(军用)0.1米军用光学光学分辨率全球最高,领先民用技术10-15年


Umbra SAR卫星0.16米商业雷达雷达成像,可穿透云层


WorldView军团卫星(2025)0.3米商业光学2025年新型号,光谱分辨能力提升
中国900+高分十一号(军用)0.1米军用光学与美军用卫星并列最高水平


四维高景一号03/04星(2025)0.1米商业光学刷新商业遥感纪录


吉林一号高分06A星0.75米商业光学一箭多星发射,性价比突出
印度100-150Cartosat-3(军用)0.25米军用光学南亚最高水平


RISAT-R2(雷达成像)1米军用雷达多云地区适用
俄罗斯约270Resurs-P(2024)1米军用光学技术落后中美35-40年,仍用折射光学系统
欧洲90+Pleiades Neo0.3米商业光学法国主导,覆盖全球


Sentinel-210米多光谱环境监测主力
日本约200ALOS-30.8米光学灾害监测应用广泛
以色列20+EROS系列0.5米商业光学中东地区最高分辨率
二、其他国家的卫星能力概览
    加拿大(约70颗)
        Radarsat-2/3:雷达分辨率达3米,专攻极地监测。

    巴西(约20颗)
        CBERS系列(中巴合作):多光谱分辨率19米,侧重亚马逊生态监测 。

    沙特阿拉伯(约30颗)
        商业卫星分辨率普遍0.5-1米,依赖国际合作 。

    韩国 & 阿联酋(各约20颗)
        主力卫星分辨率1-5米,侧重城市规划和气候研究 。

三、关键说明与技术边界
    卫星数量差异原因:
        美国数量包含SpaceX星链超4000颗通信卫星 ;
        中国、欧洲数据含科学实验与气象卫星 。

    分辨率限制因素:
        物理极限:光学卫星分辨率        0.1米
        接近理论极限,低于此值无法识别车牌等微小目标 ;

        政策约束:中国公开影像分辨率不得优于        0.5米
        技术类型:雷达卫星(如Umbra)突破光学限制但成像原理不同 。

    新兴趋势:
        商业小卫星星座:美国Planet Labs以每日全球覆盖(分辨率3-5米)主导低成本市场 ;
        高光谱技术:中日印加速发展,用于环境精细监测(如吉林一号高分系列)。

总结
    第一梯队(0.1米级):中美垄断军用光学卫星最高分辨率,中国商业卫星(0.1米)已超越美国现役商用光学卫星(0.3米) ;
    区域领先:欧洲(0.3米)、印度(0.25米)具备中等强国实力,俄罗斯技术严重滞后;
    数据可及性:欧美商业数据开放度高,中国军用及高分辨率数据严格受限。
    注:完整数据可参考 UCS卫星数据库(美国)或 中国资源卫星应用中心 官网。卫星技术动态更新频繁,部分未公开的军用卫星参数可能存在误差。

懒得打字嘛,点击右侧快捷回复 【右侧内容,后台自定义】
高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies

本版积分规则