西西河

主题:【原创】拜年贴:四十年来家国,三万里地山河 -- 竹片

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家园 【原创】拜年贴:四十年来家国,三万里地山河

如果问大家1972年发生了什么大事,估计河里的大部分都会记起尼克松访华,点看全图

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欧洲人一定会记起慕尼黑人质事件点看全图

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相比之下,在7月发射的一颗小卫星实在不值一提。可有谁知道,在7月23日NASA发射的一颗陆地卫星(LandSat,又称地球资源卫星),拉开了一场人类有史以来最长时间的对地全球观测计划。人类对生态系统的影响,在照片下一览无余。这张照片就显示了三峡大坝的建立前后,周边地表状况的变化:

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时至今日,这个计划已经进行了超过四十年,收集了关于地球表面陆地变化的第一手资料。百度上的资料相当简略,在下由于工作原因,对此略有涉猎,就在新年之际,在河里摆个小摊,讨几朵花过节。由于我不是遥感专业,此文不注重卫星参数等专业问题,而且所有的信息都来于英文的公开资料,为避免翻译上的误解,使用了一些常用的英文缩写,

欢迎大家转载,注明西西河即可。

一 陆地卫星计划简介

在1966年,当该计划被启动时,被称为地球资源技术卫星计划Earth Resources Technology Satellite (ERTS) ,但在1975年更名为Landsat,中文译为地球资源卫星,也有译为陆地卫星的。不过个人以为陆地卫星更贴切,主要是它提供3种可见光波段和3种红外波段的陆地卫星照片,这些照片不仅可用于资源调查,也可用于地表变化的研究。由于这一计划始于1972年,它提供了非常宝贵的长期变化资料。比如下面这几张图显示了咸海从1977到2009年间的变化。点看全图

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从1960年到1998年,咸海面积减少了近60%,总水量减少了80%,从照片上看极为显著。

虽然这是一个卫星计划,但提出这一计划的是与卫星毫无关联的美国地质调查局(USGS)。当这一计划最早于1965年提出时,如同其他的新计划一样,遭到了强烈反对。预算局认为这一计划毫无必要,地球的遥感资料从高空的飞机上就可以获得,使用卫星将是财政上的额外负担。同时,国防部担心,民用卫星计划会损害他们的侦察任务的保密性。此外,卫星可以毫无阻碍的拍摄任何一个国家而不需得到所在国家的批准,这是否会带来地缘政治问题上也未可知。1966年,美国地质调查局说服了内政部长Stewart。内政部(DOI)宣布,如果NASA不愿意,内政部将继续进行自己的地球观测卫星计划。这个精明的政治噱头促使了美国航空航天局(NASA)加快建设。但是,预算限制和应用机构(特别是美国农业部(USDA)和内政部)在传感器上的分歧再次阻碍了卫星的施工。最后,在1970年,美国航空航天局终于获取了这一卫星计划的通行许可。值得注意的是,在仅仅两年内,LandSat1推出,预示着一个新时代开始,从高空遥感到空间遥感的迈进。

早期的LandSat是在气象卫星的平台上开发的。在1979年,卡特总统指令从NASA转让到美国国家海洋和大气管理局(NOAA),试图将其发展为气象卫星一样的长期的业务系统。计划中将建立LandSat3以后的四颗额外卫星并将其过渡到私营部门运作。在1985年,一家由休斯飞机公司和RCA联合组建的地球观测卫星公司(EOSAT),被NOAA选为私营部门的合作伙伴。EOSAT获得了一个10年的合同,负责Landsat4和5的发射,有Landsat数据的独家经营权,并可以建立Landsats 6和7。

如果这一计划顺利的话,LandSat可能在华尔街上市但绝不会在科研界有如此大的影响力。一个原因,是当时的卫星图片太贵了,从而限制了大家对它的使用。在1989年,这一过渡尚未完全完成时,NOAA的资金没有了(国会只拨给NOAA当年资金的一半)并指示关闭Landsats 4和5。幸好新成立的国家空间委员会,老布什的副总统丹·奎尔,知晓了这一情况,并安排应急资金,使得计划继续运行并保证了数据档案的完整性。

同样在1990年和1991年,美国国会只拨给NOAA当年资金的一半,要求其他使用Landsat数据的部门提供所缺的资金。其他部门包括USGS和美国农业部(USDA)。1992年,虽然多方面的努力提供资金以维持的Landsat持续运行,但EOSAT还是在年底停止处理Landsat数据。看来没钱就是不行,私人公司是不会白打工的。在这种情况下,1993年10月5日发射的Landsat6以失败告终。虽然EOSAT在1994年恢复处理Landsat4和5的数据,但最后一颗LandSat7号是由NASA于1999年4月15日发射的。

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四十年来家国,三万里地山河。高楼大厦连霄汉,森林草原作烟萝,几曾识干戈。

希望人类能与大自然和谐共处。

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家园 有马尔代夫变化对比的卫星照片么?谢谢!
家园 现成的没有

不过LandSat应该收集了当地的数据,现在所有的LandSat数据都已经免费,并可以在网上下载,你可以试试下面的地址,

Glovis http://glovis.usgs.gov

EarthExplorer http://earthexplorer.usgs.gov

家园 咸海是哪里,就是死海吗?

第二张照片是百度的,不外链,看不到。

家园 咸海(Aral Sea)位于

中亚哈萨克斯坦和乌兹别克斯坦两国交界处,又称阿拉海。死海在约旦和以色列交界处,英文为dead sea.

家园 阿拉伯海指的是伊朗和巴基斯坦之间那片印度洋海域,不是咸海
家园 打错了,是阿拉海

不是阿拉伯海,多谢指正

家园 二 陆地卫星计划的诞生和NASA中的地质学家

葫芦娃,葫芦娃,一颗藤上七朵花。

如同美国其他令人激动的太空计划一样,陆地卫星计划实际始于60年代。

事实上是阿波罗登月任务启发了这一计划。没有阿波罗这棵藤,则也没有后续的7颗LandSat卫星。在早期的阿波罗测试任务中,第一次获得了从太空中的地球陆地表面的照片,这些照片直接促成了空间遥感的发展。

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而值得一提的就是NASA里雇佣的第一位地质学家 – 矮个博士

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保罗 楼曼(Paul Lowman)(矮个?)博士在新泽西州(New Jersey)纽华克市(Newark)以南大约10英里的Rahway镇长大。他的父亲在附近的默克制药公司工厂工作,并给他的儿子灌输对科学的热爱。Lowman说:“家里到处都是书籍,杂志和报纸”。在8岁之前,他已经从他家后院的进行了一次月食观测。

高中毕业后并在军队中服役两年后,Lowman在科罗拉多大学完成了自己的硕士生和博士生的研究。当他完成他的博士学位,太空时代才刚刚开始。美国航空航天局(NASA)刚刚成立一年,但是它成为Lowman找工作的首选。在那里,他认为可以把自己对地质学和月亮的热爱结合在一起并追求令人兴奋的研究机会。但他的第一次申请被拒绝了。

“我得到了一份正式的据信:谢谢您的申请,但是不用了,谢谢!“Lowman说。当时NASA中一个地质学家也没有,而且也没有人认为NASA需要地质学家。但当不久有一个机会他回到东海岸去参加另一份工作面试时,他决定再试一试自己的运气。Lowman在NASA 设在华盛顿特区的总部一位一位的拜访,有人建议他跟约翰·奥基夫(John O'Keefe),在新组建的戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center,缩写为GSFC,这是NASA在马里兰州的一所主要研究中心,在华盛顿地区和巴尔的摩市之间)理论部工作。

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1959年,后来在Greenbelt市(有译为绿地市的,离华盛顿市区大概30英里)庞大的戈达德太空飞行中心研究中心还只存在于纸面上,戈达德的办事处分布在华盛顿地区的不同部分。 Lowman乘巴士到奥基夫在Silver Spring市(银泉市,离华盛顿市区大概30英里)的办公室。

“奥基夫和我打从一开始就很投缘。”Lowman说,“他感兴趣的一个问题恰巧是我有所了解的东西,即陨石和月球......这真的让我开心极了。”

Lowman熟悉的陨石称为玻璃陨石在美国科罗拉多州,是他在工作中了解到的。本质上说,它们是天然玻璃件,类似于黑曜石。科学家曾经认为这些陨石是月球受到冲击而形成的碎片,并在地球的引力下落到地面。然而,多年的研究表明这类陨石可能是陨石直接撞击地球的结果。

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两人合作对玻璃陨石的研究仅仅是个开始。在20世纪60年代初,奥基夫和Lowman加入到其他科学家中,一同规划阿波罗登月计划中的可能进行的实验。奥基夫和Lowman帮助选择宇航员在月球上执行的地质测试。规划这些实验是了解月球有关知识一个重要的早期步骤。在阿波罗太空计划前,科学家们对月球了解很少。Lowman说。 “我们仅仅知道,月球没有一个铁芯,”他说,“另外很明显的是大部分月球表面的陨石坑是撞击形成的,而一些暗色区域很可能是熔岩流,这就是我们对月球的所有了解。”

除了他在对月球未知地质情况的探索工作,Lowman部分负责指导宇航员拍摄地球的第一张照片。他指出该项目最初并不是他的主意。“这是Paul Merifield和John Crowell博士的主意。”Lowman说。Merifield曾在美国科罗拉多大学读的博士,而他在加州大学洛杉矶分校时从Crowell那里得到了这一主意。Lowman向奥基夫提出了这一计划,而后者推动了该项目获得通过。

在水星计划的第一次任务中,宇航员从他们可怜的空闲时间中抢拍了一些地球照片,但很快该项目成为正式实验。 由于Lowman在地质学上的经验,上面指定他来训练宇航员对地形摄影的了解。“我有三个小时,告诉他们我想要做什么样的摄影和如何做到这一点,”Lowman说。“他们决定使用8mm镜头的哈苏相机,因为这是你可以在水星太空舱中使用的最大的摄像头,当然,是在有宇航员的情况下!”

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戈登·库珀(Gordon Cooper )在水星9号飞行时获得了第一幅对地质有用的图像。库珀拍下的西藏高原照片达到了足够高的质量,并使得Lowman可以绘制该区域的地图。“从那以后,我们起步并开始奔跑了。”他说。

这些早期的照片和后来的卫星图像比质量相距甚远,但他们是第一次有人用相机指向地球来观看天气以外的东西。

1969年7月20日的晚上,Lowman和数以百万计的人们一样,被粘在他的电视屏幕上。对Lowman来说,巴兹·奥尔德林在着陆之前说:“别忘了拿起一些灰尘。”是最让他激动的。

“这是第一次与月亮的实际接触,”Lowman说。“当他们那样接近时,我知道他们会成功着陆。”

随着阿波罗计划在20世纪70年代中期完成,Lowman的工作从地形摄影逐渐转移到地球物理,并开始描绘地球构造活动图,显示地质断层线和过去上亿年的地球火山活动点。

1976年,他完成了他的第一张地图,并在有生之年一直更新它。象艺术家签上自己的画作一样, Lowman在他的地图上标上他的缩写。这样,他可以了解它们被使用的情况。Lowman对这些地图的使用非常谨慎,如果发现错误,他会毫不犹豫的打电话给教科书出版商指出来。

Lowman在他的戈达德任职期间取得了众多成就,但是,这并不意味着他的会退休。“我打算一直为NASA工作,......只要我的健康状况良好,或直到我被车子碾过!”他说。 Lowman大部分时间骑自行车上班。

月球永恒的奥秘和Lowman对月球的热情使得他从事目前的项目。“大家会需要一本关于月球地质的书,”他说。“我认为这将是一个真正的里程碑,因为目前为止没有这样的书。”

虽然我们揭示了一些月球的秘密,但这仅仅是所有秘密中很小的一部分。几十年来,科学家们已经知道了月球的许多地质特征,但在某些情况下,他们仍然困惑的的这些特征到底是什么,或者它们从何而来。

例如,阿波罗15号和16号上携带的传感设备发现在一些地方存在的氡。“氡的半衰期只有几天,这意味着它出现后不久就分解,”Lowman说。“所以,如果你看到的氡,它一定是刚从月亮上出来的。”这似乎与月亮是一个死寂的世界概念背道而驰。“你越学习,就会发现它越复杂。”

这就是他所说的未来月球任务是必须的原因之一,也是他高兴参与的月球勘测轨道飞行器(LRO)计划的原因之一。LRO 已经于2009年9月发射。LRO的工作之一就是侦察可能的着陆点,为未来的载人飞行任务做准备。下面这张图是LRO拍摄的阿波罗11号登月点

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Lowman博士已于2011年去世。对他来说,月亮还是象以前一样令人兴奋,如同他看到第一次月食那样,或是阿波罗11号登月时。 Lowman很高兴在有生之年看到人类试图重返月球。

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家园 为什么都说咸海是苏联给整干的呢

比如英国每日电讯报的这个报道:外链出处

The Aral Sea, once the world's fourth-largest lake, is one of the planet's most shocking environmental disasters...The sea shrank largely due to a Soviet project to boost cottong production in the arid region.

翻译:咸海--一度的地球第四大湖泊,现在成了地球上最大的生态灾难之一。咸海的干涸很大程度上因为苏联开始在这个干旱地区种棉花。

问题是从照片上看,89年苏联解体前咸海比起77年变化不大,到了06年倒是干了一大片,所以应该主要是因为苏联解体后各国毫无节制的用水造成滴,是苏联解体造成的灾难,英美媒体撒谎都不眨眼啊。。。

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家园 事实胜于雄辩

北纬兄看的可真仔细。我从来没注意过这点,不过卫星只能显示地表的变化,至于到底什么原因造成,需要结合气候和其他因素分析。象湖泊这种变化,也有可能是长期干旱造成的。象下面这个科罗拉多河上游的湖面积减小,就是由于从2000到2008年间的干旱造成的。

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家园 和和,哈萨克人估计是最喜欢这样说的了

这样就可以把哈萨克独立后的问题全都推给苏联,多方便

家园 我喜欢看卫星图片。能不能给说说图片中颜色所代表到意思?

长江三峡那个图片,可以明显看到建坝之前和之后江面宽度到变化,就是不太明白以大坝为中心到周边地图颜色到变化代表什么意思。

家园 卫星照片很多是伪色

因为对地观测的不一定是可见光波段,从红外到紫外。

然后再合成。

这三张照片,绿色基本等于植被。白色是坝区硬化地面以后的区域,大约相当于水泥。浅色区看起来像是施工过程中波及到的区域。现在那GE对比,已经恢复到次生林的状态。以后再绿一些就和周边没区别了。

家园 买到的卫星图片多是一些数据包

现在商业卫星的观测频谱各不相同,因此一副卫星图片包含了许多的频谱数据,其中一些特定的频谱组合可以代表植物的含水量,淀粉含量等等,海水河水对可见光及红外紫外特定频率的吸收和反射,可以分析水中含氮量(富营养成分)、含氧量等等,水温的变化也可以通过辐射能量来判断。

雷达卫星可以探测一部分地下矿藏,更可以透过屋顶看到屋内含金属物质的分布情况,如果厂房内正组装一架飞机,那么每天一次雷达照相就可以把握进展情况,所以军事建筑屋顶必须加一层薄铁皮。

卫星的频谱数据,可以利用卫星处理软件来进行处理,其中把特定频谱的数据,如频率偏差或幅度赋予颜色,就会生成许多伪彩色照片。

对一些特定地区的长期观察和分析,可以得到许多的结果,如朝鲜核试验进展之类的情报,全球海洋水温变化,提前几个月预测某些地区的农作物产量,江河湖泊污染情况等。

家园 从这个看,美国人还是为整个地球的文明发展做出巨大贡献的

sat7从1999年一直工作到现在?还有后续发射计划么?

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