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[图文]卫星的眼睛         
卫星的眼睛
作者:思议 文章来源:不可思议网 点击数: 更新时间:2005-9-10 23:00:38

    几乎任何目标都无法逃过“作战者1号”超光谱成像系统的监视。

    据说,美国的侦察卫星可以分辨汽车的牌照号码。但是,它能侦察到停放在树下并加以伪装的汽车或者敌方的坦克吗?当然,无论性能多么好的普通照相机都无法做到这一点。
  

   

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    但是,这并不意味着藏在树下的汽车或坦克不会被发现。美国军方通过一种新的途径,即用部署在太空的超光谱(hypersectral)成像系统,就可以发现藏在树林里的敌人。超光谱照相机不仅能探测到人眼能够看到的彩色目标,而且也能够探测看不到的颜色,其中包括电磁波谱中的红外部分。
  对于超光谱照相机来说,树上的叶子与伪装网或者伪装涂层看起来完全不一样。而假目标与真正的车辆也不一样,因为它们是用不同的材料制成的。事实上,超光谱成像甚至可以分辨美军战车和敌方战车上使用的两种颜色相似的涂料之间的细微差别。这也许意味着伪装技术的末日已经来临。
  超光谱成像是如何实现的当你读到本文的时候,美国军方也许已经开始试验一种被称为“作战者1号(Warfighter-1)”的试验型超光谱成像系统。超光谱成像除了能够发现隐藏的敌人外,还能提供地面部队在行进路上可能遭遇到的困难,比如,前方道路太泥泞,不适合重型车辆通过。
  超光谱成像不仅可供军用,它还有好多民用用途,比如,发现农作物的枯萎病,评估财产毁损情况,捕捉在边远地区种植大麻的人。
  但是,军方得到的好处将是巨大的。按原计划,美国轨道成像公司已于今年夏天发射“轨道观测—4(OrbView-4)”卫星,“作战者1号”将由该卫星携带升空。该卫星不仅向美国空军研究实验室提供美军7个基地的军用车辆和其它测试目标的超光谱图像,还是世界上第一颗在空间运行的商业超光谱成像系统。
  “轨道观测—4”是一个巨大的飞行照相机,它携带了半米长的天线,能接收由地面上的目标或地表反射来的太阳光。照相机的焦点处设置了两个探测器阵列。由能够在单光谱带探测光的若干全色传感器组成一个阵列。单光谱带是电磁波谱中人眼可以看到的部分。从这些传感器上获得的信息被合成为1米分辨率的黑白图像,这个分辨率相当于空间成像公司1999年10月发射升空的“伊科诺斯”卫星拍摄的高分辨率图像(1米分辨率意味着这些卫星能够分辨出地面上长1米以上的任何目标)。
  “轨道观测—4”卫星的第2个探测器阵列由分辨率为4米的多光谱传感器组成。这些传感器可探测红光、绿光、蓝光和近红外范围的光线。给全色图像加上多光谱数据后,就可以制成一幅彩色图像-就像从飞机驾驶舱里向下看到的一样。
  但是,即使在彩色图片中,有些目标也很难发现。比如,人眼无法区分植被和伪装物。这就是为什么要开发超光谱成像技术的原因,因为它可以使我们“看到”肉眼观察能力之外的彩色目标。
  进入“轨道观测—4”照相机的一些反射光被转移到第三套探测器,这套探测器组成“作战者1号”成像系统。在这里,光被分成200种不同的颜色,也就是从可见光到短波红外光的光谱带。每个光谱带只有大约10纳米宽。
  制造成像系统的诺斯罗普·格鲁曼公司负责“作战者”计划的项目主管兰迪·金兹法瑟说:“你可以把一张超光谱图像看作200张照片,每张照片都有各自的光谱带。”当你把所有的照片组合起来时,就会看到全景的“光谱特征”。
  利用电脑分析图像仅靠观察是难以分析这类图像的,因为对于图像上目标的识别依靠的是光谱特征,而不是文字上的判读。分析人员利用计算机帮助他们处理这些图像并提取有用的信息。
  处理超光谱图像的方法之一是观察单色带。轨道成像公司国家项目副总裁乔·多德说:“根据选择的不同颜色,你可以突出不同的事物。”伪装涂料也帮不了敌人。在短波红外部分,许多涂料看上去都是透明的,因此,可以利用这些光谱带知道涂料下面的材料。
  另一种处理超光谱图像的方法是观测构成图像的每一个细节部分,然后与周围的细节部分进行比较。金兹法瑟说:“你可以察看图像的背景,再观察那些你怀疑可能不是背景的东西,然后比较一下它们是否真的不一样。”同样,你也可以拿不确定目标的光

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