卫星遥感图像定位描绘18亿棵树意义何在？中科院专家这样解读

在《自然》杂志评选的2020年十大科学发现中，“卫星图像绘制地球树木地图”名列其中。国际上多个科研机构的二十几名科学家合作完成了一项看似不可能的任务：利用卫星遥感图像，详细描绘出西非地区130多万平方公里区域内超过18亿棵树的位置和树冠大小。今天，我们就来聊聊这项科学发现背后的卫星遥感技术发展的重要意义。

资料图新华社发（国家航天局提供）
看过好莱坞电影《国家公敌》的观众也许记得，由演员威尔·史密斯扮演的主角因为被卷入一起暗杀国会议员的事件，被美国国家安全局利用卫星等各种高科技设备全方位、无死角地监控和跟踪，导致他不仅在大街上要避开摄像头，甚至在空旷的场所连头都不敢抬起来，因为只要一抬头就会被影片中多次出现的间谍卫星抓拍到，然后被美国国安局的人脸识别系统精确定位。那么，卫星遥感图像识别真的可以做到这一点吗？
这个问题的答案在《国家公敌》上映时（1998年）当然是否定的。即使到了二十多年后的今天，卫星遥感图像的精确度也远未达到可以精确识别一个人脸部特征的程度。根据公开资料，我国于2020年12月6日成功发射的“高分十四号”卫星的分辨率为“分米级别”，达到世界先进水平，也就是说，卫星上的“照相机”拍摄的“照片”上一个最小的像素色块能覆盖的物体也长达1分米左右。更不用说，为了识别特定人物目标，还需要快速、高效地从海量的遥感图像信息中精确地定位到某一张特定的人脸图像上，这无异于现代版“大海捞针”。
“大处着眼”算法估测植被面积
尽管如此，从卫星遥感图像中识别“某一类物体”的技术却早已实现，并且与我们的生活息息相关。除军事用途外，卫星遥感技术已经广泛用于农业、林业、水利、矿业、气象、土地管理、海洋观测、大气观测等领域，取得了巨大的社会和经济效益。在这些应用领域，科学家们一般采用“大处着眼”的宏观描绘和估算的方法，不需要对每一棵麦苗、每一株牧草进行统计，就能够比较精确地估测一片农田或草场的产量。