你有没有想过，如果能飞到几百公里高的太空中俯瞰我们蓝色的地球，会是怎样的景象?那种“开启上帝视角”的感觉一定酷毙了。其实，在我们头顶上，真的有一群特殊的“太空摄影师”在日夜不停地为地球“照相”。
在这张巨大的蓝色画布上，海洋占据了地球表面70%以上的面积，是人类赖以生存的资源宝库。然而，面对赤潮、溢油、台风等海洋灾害，人类往往显得力不从心。虽然卫星遥感一直被视为监测海洋的最佳手段，但过去传统卫星动辄数亿元的研发与发射成本，极大地限制了其广泛应用。
好在近年来，一场“太空革命”悄然发生。科学家们制造出了更小、更轻、且成本更低的“微小卫星”。技术的突破让我们能够采用“群蜂战术”，发射由多颗卫星组成的星座，对特定海域进行高频次、全方位的监测。正是在这一背景下，中国的“海丝”系列遥感卫星应运而生，成为了守护这片蓝色国土的科技先锋。
大哥“海丝一号”：拥有“透视眼”的夜行侠
“海丝一号”可不是普通的照相机。它有一项超能力——SAR(合成孔径雷达)。普通的相机晚上没有光就拍不到东西，阴天被云挡住也看不见。但“海丝一号”不一样，它的绝招就像蝙蝠一样发射雷达波，能穿透厚厚的云层、雨雾，甚至在伸手不见五指的黑夜里也能看得清清楚楚 。
图1 “海丝一号”(HiSea-1)SAR小卫星
二弟“海丝二号”：明察秋毫的“水色神探”
“海丝二号”和大哥不一样，它是一位专门研究颜色的“侦探”。它带着一台多光谱相机。我们的眼睛能看到的颜色有限，但“海丝二号”的绝招是能看到更细微的光。它能分辨出海水颜色的微小变化，算出一杯水里有多少泥沙、有多少微小的浮游生物 。
图2 海丝二号小卫星 亲身体验“天眼”：海丝在线数据服务系统读到这里，你或许会好奇：这些精彩的卫星影像和数据分析结果，普通大众能够直接获取和使用吗?答案是肯定的!这正是“海丝卫星数据查询与可视化平台”(即海丝数据服务系统)的核心使命。
http://101.34.254.79/与http://122.51.24.217/这两个网址是通往这座数据宝库的直接门户。通过这个平台，任何感兴趣的研究者、机构乃至公众，都可以亲身体验“天眼”瞰地球的强大能力。
图3 海丝卫星数据查询
它们在太空中都干了什么大事?
这两兄弟虽然个头小，但本事可大了!让我们看看它们的“战绩”吧：
1. 抓捕“海洋捣蛋鬼”：赤潮
有时候，海里的一种微小植物(浮游植物)会突然疯狂生长，把海水染成红色或绿色，这就是赤潮。这不仅难闻，还会让鱼虾缺氧死亡，甚至让吃海鲜的人中毒 。 “海丝二号”这位神探通过观察海水的颜色，就能抓住赤潮的踪迹，提前告诉渔民和环保人士，让他们赶紧想办法应对。
图4 较浑浊的巢湖及东南区域出现藻华
图5 库克海湾岛礁及丝状分布的马尾藻
图6 黄东海大量的浒苔，透过薄云依然可见
图7 太湖与杭州湾一角;太湖西部藻华与杭州湾的高浓度悬浮泥沙反差强烈
2. 追踪“黑色杀手”：石油泄漏
船只如果在海里漏油，就像给大海盖上了一层厚厚的黑色不透气毯子，海洋生物会窒息而死 。 这时候就轮到大哥“海丝一号”出场了!因为油面和水面反射雷达波不一样，哪怕是晚上，它也能精准地定位漏油的位置和范围，指挥大家去清理 。
图8 印度尼西亚某海域疑似海上溢油区域
3. 穿越火山灰：汤加火山大救援
2022年，汤加海底火山突然大爆发!通信断了，天空被厚厚的火山灰遮住，大家都不知道地面情况怎么样。 “海丝一号”利用它的“透视眼”，直接穿透火山灰云层，连续两晚拍到了清晰的照片。它告诉全世界：汤加的机场和码头还在，救援物资可以运进去! 紧接着，二弟“海丝二号”也赶到了。它发现火山喷发后，海里多了好多浮石，还因为营养物质变多，海面上长出了一大片藻类。兄弟俩接力合作，完成了这次艰巨的观测任务。
图9 海丝一号火山口卫星图像
4.洪水中的“透视眼”
洪水通常伴随着持续的暴雨和厚厚的乌云。这时候，普通卫星因为视线被云层遮挡，往往“瞎”了眼，看不清地面的受灾情况。但这对“海丝一号”来说完全不是问题!
依靠强大的雷达穿透力，它能直接穿过暴雨云层，看清哪里被水淹了，哪里的大坝可能有危险 。它能迅速画出一张精准的“淹没分析图”，告诉救援人员们哪条路断了、哪个村庄被困住了，为抢险救灾争取宝贵时间。
2021年7月，河南遭遇了罕见的大暴雨。“海丝一号”第一时间对受灾最严重的地区进行了拍摄，生成了详细的洪水监测图。同年9月，飓风袭击了美国，又是“海丝一号”挺身而出，监测了受灾区域的淹水情况。
图10 2021年7月河南特大洪水遥感监测图[2]
图11 2021年9月飓风Ida淹水遥感监测图[2]
5. 地震后的“急先锋”
地震往往发生在一瞬间，且常伴随着山体滑坡或海啸等次生灾害 。震后灾区通信中断、地形改变，外界很难知道里面的真实情况。地震发生后，“海丝一号”能利用它“全天候”工作的优势，不管白天黑夜还是刮风下雨，都能立刻对震区进行扫描成像 。2021年1月，印度尼西亚发生了6.2级大地震。当时“海丝一号”才刚刚上天一个月，就立刻投入了战斗!它在复杂的气象条件下成功拍到了震区的照片。这些珍贵的数据被迅速交给了联合国的相关机构，帮助印尼开展抗震救灾。
图12 印度尼西亚苏拉维西岛马穆朱及其周边地区(3米分辨率条带模式)[4]
全球组队：打造“海陆空”全能观测网
1. 组建太空“超级战队”：海丝星座
如果说一颗卫星是一个孤独的“游侠”，那么“海丝”计划就是要组建一支由 40颗 卫星组成的“超级战队”，我们称之为“海丝星座” 。这支战队里的成员个个身怀绝技，分工明确：
·14位“全能雷达侠”(SAR卫星)：不管白天黑夜、刮风下雨，它们负责全天候盯着海洋的动力变化;
·8位“水色神探”(水色卫星)：它们拥有敏锐的视觉，专门负责给大海“做体检”，监测生态环境;
·10位“太空摄影师”(光学卫星)：利用高精度的可见光相机，专门负责拍摄海洋的高清照片;
·4位“碳捕手”(碳卫星)：专门追踪海洋里的碳元素，帮助我们研究碳汇;
·4位“体温计”(红外水温卫星)：负责精准测量海水的温度变化。
图13 未来规划发射卫星
这一大群卫星在太空中联手合作，能够实现“小时级”的快速响应 。也就是说，不管哪里发生了情况，它们几乎能做到准实时地把数据传回来，真正实现了对海洋的全方位监控。
2. 国际朋友圈：追踪气候大事件
太空没有国界，“海丝”卫星不仅服务中国，还拥有广阔的“国际朋友圈”。它们会与世界各国的卫星(比如中法海洋卫星)“手拉手”合作 。通过这种跨国联动，它们能一起追踪像“厄尔尼诺”这样影响全球的大尺度气候现象。这为全世界科学家研究气候变化、保护海洋生态提供了非常关键的数据支持。
3. 海陆空一体：从天空到深海的接力
除了天上的卫星，我们还有地面的帮手。海丝卫星会与海面上航行的“嘉庚”号科考船以及陆地上的观测站紧密配合，形成了一张巨大的“海陆空一体化”观测网。这就像是给地球装上了一套立体的感知系统：天上有卫星看、海面有船测、地上有站收。这一系统不仅大大增强了人类观测海洋的能力，也让不同国家的科学家在保护海洋和研究气候时，能够更紧密地合作 。
图14 海丝系列卫星的空天一体化观测
参考文献
[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/396506953
[2] Lv, S.; Meng, L.; Edwing, D.; Xue,et al. High-Performance Segmentation for Flood Mapping of HISEA-1 SAR Remote Sensing Images.Remote Sens.2022,14, 5504. https://doi.org/10.3390/rs14215504
[3] 厦大联合研制的“海丝一号”“海丝二号”助力汤加救灾-厦门大学新闻网
[4] https://www.cetc.com.cn/zgdk/1592571/1592574/1645024/index.html
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