三峽大壩“彎曲”烏龍的背後

近日，一則有關衞星遙感圖像的烏龍事件刷爆了網絡——網上有些別有用心的人，根據在谷歌地圖上截取的三峽大壩衞星影像，在其社交賬號上妄稱，“中國的三峽大壩已經變形，一旦潰堤，半個中國將生靈塗炭”。

隨後，中國航天科技集團有限公司在其官方微博上貼出了高分六號衞星今年6月初過頂三峽上空時拍攝的圖像，證明三峽大壩安然無恙。

與此同時，中國長江三峽集團有限公司也公佈了關於三峽大壩運行以來的監測資料。數據表明，截至2019年4月：壩基累計垂直位移在1.45-26.69毫米之間，壩基上下游方向水平位移在-0.24-4.63毫米之間，壩頂上下游方向水平位移在-1.82-28.70毫米之間，變形主要受水位和温度影響呈週期性變化，各項指標均在設計允許範圍內。這樣的變形量絕對與谷歌地圖上那歪歪扭扭的圖像對不上。

那麼，谷歌地圖上那張歪歪扭扭的三峽大壩圖像又是怎麼一回事呢？進一步核實表明，谷歌地圖上的衞星圖像的表現很不穩定。

這張被用來造謠“三峽變形”的谷歌衞星地圖，拍攝於2018年2月23日，但谷歌地圖在2018年9月拍攝的另一張圖片則顯示三峽大壩一切正常。最誇張的一張谷歌衞星圖拍攝於2015年，從這張圖中大家可以明顯看到三峽大壩已經嚴重扭曲了。

衞星圖像怎麼會出現這種問題呢？

我們知道，人造地球衞星是以第一宇宙速度不斷繞地球旋轉。這樣的話，遙感衞星沿着其運行路徑拍攝的圖像其實是地球表面的一個條帶，如果要獲得全球的遙感影像，就需要把這些拍下來的條帶拼接在一起。

另外，光學遙感衞星需要配合太陽對地球的光照才能取得好的拍攝效果，其軌道面與太陽光入射角必須保持固定的角度，這樣的軌道被稱為“太陽同步軌道”。衞星拍攝了一個目標之後，由於地球的自轉，當衞星繞地球轉一圈回來時，原來拍攝的目標已經不在其鏡頭之內了，甚至已經相隔數千公里之遠。

除此以外，遙感衞星拍攝地球表面得到的原始圖像本身就存在着幾何變形。

另外，地面物體的高程也會對衞星圖像的幾何校正產生影響。

具體看過谷歌地圖不同時間拍攝的三峽大壩圖片的朋友可能會注意到，有的圖片拍攝的是大壩的正上方，有的圖片拍攝的明顯是大壩前上方，可以看出大壩正面雄偉挺拔的身姿。這就是地物高度對於衞星圖像的影響，高度較高的物體頂端可能會位於與其基座不同的地理座標上。因此，對於很精確的衞星圖像幾何校正，還需要引入地面高程數據。

除此以外，通過衞星對地面進行拍照，還經常受到雲層的影響。為了得到谷歌地圖那麼大區域的全球衞星圖像，工作人員不得不進行填補鑲嵌的工作，用天氣良好情況下拍攝的照片替換一部分被雲層遮蓋的圖塊。

衞星圖像聽起來簡單，其實後續的加工處理十分繁雜。從這次事件我們可以看出，谷歌地圖也並不是神乎其神。

(作者為中國航天科技集團有限公司一院專家)