问题的提出

最近有关能否从太空看到长城的问题成为人们关注的热点。5月11日欧空局(ESA)以《从太空看长城》为题发布了一张proba卫星于今年3月25日过境时获取的卫星图像。文字说明指出，图右上方一条细线是延伸7240ｋｍ的长城，图左下部一条色调很明亮的宽线状影像为长达1500km的大运河。仅隔一天，美国宇航局(NASA)网站转发了这条信息与图像。这两家公认的国际权威机构发布的信息立刻引起我国传媒关注，类似“从太空看到长城并非神话”等肯定性报道出现在多家媒体。但与此同时，质疑欧空局图像的准确性、否定人眼能从太空看到长城的意见也在随后纷纷见诸报端和网站。在热烈争论中，欧空局于5月19日发布纠错公告，承认5月11日公布的图像发生解译错误，把一条注入密云水库的河流误判为长城，并指出发生差错的原因是编辑疏漏，发表前没有仔细调研和校核。至于那条河被判为大运河是否有错则未提及，我们再上网查阅发现，5月11日那条消息有关大运河的文字被全部删除。事情还远不止此，新华社5月27日报道，北京市测绘设计研究院的科技人员用卫片航片和地形图叠加后提出新的看法：长城、河流之说都不正确，而是一条山间公路。

应该说，欧空局能及时发布认错公告并表示道歉的精神是可嘉的。不过，那份公告对错误的纠正和产生错误的原因仍未说清楚，无助于人们包括欧空局自己从这次事件中获得应有的教益。北京市测绘设计研究院的科技人员能够运用他们拥有的资料优势展开研究，不人云亦云，这种求真的精神令人感动；但不能不遗憾地说，他们的结论仍不准确。正值全国科技活动周刚刚结束，举国重视科普弘扬科学精神的时候，有些话很想通过《科学时报》说出来。

欧空局5月19日纠错公告的缺陷和北京测绘院出错的原因分析

欧空局5·19纠错公告中说误判为长城的原是“一条流入密云水库的河流”。这样说仍不确切。实际上，原误判为大运河的那条河道才是注入密云水库的白河，而误判为长城的只是一条小山沟，山沟中有条间断性和间歇性的小溪。从1：50000地形图上看，这条小溪与另一条小溪汇合后注入白河再进密云水库。

把一条明显是汇聚流水的小山沟误判为修建在山岭脊部的长城，把一条曲流十分发育的自然河道误判为人工修建的大运河，这绝对不仅仅是粗心大意、未很好调查研究的问题，而是缺乏遥感图像解译知识、遥感图像分析识别水平低造成的结果。欧空局纠错公告出来之前，有人根本不怀疑5月11日信息的准确性，得知纠错公告后，仍觉得不可思议，两个国际公认的空间对地观测权威机构怎么会犯这么低级的错误？

其实，只要回顾一下近些年来遥感和空间技术蓬勃发展的历程，就可以明显感受到，一些关键部门例如美国宇航局、欧空局等把巨大的财力物力人力投放到研制发射新的卫星，开发推出新的遥感器，陶醉于源源不断获取海量遥感数据之中。似乎只要提高图像数据的获取能力，遥感应用就水到渠成了。至于北京市测绘院在纠错过程中也出了差错，我们分析，是因为没有考虑到欧空局公布的卫星图像存在因地形起伏引起的投影差，与地形图叠合分析有可能会把小沟误为沟旁的道路。根据图像解译原理和影像特征分析，这肯定是一条小山沟，可隐约看出沟中某些段落有水和道路的踪迹。凡具有一定图像解译知识和经验的人都不难得出这个结论。现在居然一错再错，说明大家都没很好地重视发展遥感图像应用处理与分析、识别的理论与技术，没有重视大力培养高水平、高素质的遥感图像解译人才，所以才会把特征很明显的影像错判。这样发展下去，“遥感”真有可能如某些人开玩笑地说变成了“遥猜”。卫星图像接连错判说明什么？

人眼在太空看不到长城的理论分析

欧空局在发布5月11日公告时，还援引了美国宇航员吉恩·塞尔南在访问新加坡时说的话，他曾肯定“在高度为160到320公里的地球轨道上的确可以用肉眼看见长城”，并认为我国航天员杨利伟在太空没有看见长城，是因为运气不好，受到天气状况、大气环境和光线条件的影响。

我们不能认同这种说法。根据对人眼分辨能力的估算，我们坚定地认为人眼从太空不可能看到长城。前人研究表明，能被人眼分开的两点或两线对应眼睛瞳孔中心的张角约6分，即0.1度，也就是圆周的三千六百分之一。据此推算，1ｍ大小地物的识别极限距离约3600ｍ，即3.6ｋｍ，超过此距离，这个1ｍ大小的地物就识别不出而从视野中消失，现假设长城宽度达10ｍ(实际上绝大部分达不到)，那么人眼识别长城的极限距离为36ｋｍ。有人认为，只要太阳光的照射角度合适，能大大提高长城的明亮度，从而就有可能超越人眼分辨率的限制而看到长城，并以黑夜能看到超越视觉极限的明灯为例。我们承认目标物与背景的亮度反差，确实会对视觉分辨能力产生大的影响(其影响幅度是个颇复杂、有待深入研究的问题)。不过长城是砖土结构，宽度、高度都有限，且随地形起伏而逶迤伸展，与周围背景差异不是很大，不管太阳照度发生多大变化，都不可能产生如黑夜看明灯的那种效应，何况太空高度已超越人眼识别极限很多，除非在升空过程离地面不高时或许有机会看到长城，置身于太空绕地球运转时，凭肉眼是不可能看到长城的。所以说人在太空看到长城，只能是一个神话。

借助先进的卫星遥感技术 能够从太空捕获长城信息

我们否定人眼从太空看到长城的可能性，但深信随着卫星遥感的发展，能够进一步延伸视觉器官功能，使人们不受眼睛分辨率的限制，可以看得更远、更深，甚至可以把肉眼看不到的地物目标或其某些特征变成可视图像而被感知，这正是遥感这门高新科技的特点与优势。

当然，遥感感知远距离地物目标的能力也受到遥感器性能、运载工具高度、大气状况等制约。比如，据记者访问，某些专家曾表示“借助精密的遥感技术，宇航员在太空可以看见长城上的砖缝”，还提到“10年前，美国宇航局用微波手段拍摄的长城图片，不仅能看到地表长城，还可以清楚地显示地下古长城”。这些都还未得到证实，根据目前已掌握的卫星遥感，包括光学、热红外和微波遥感等所达到的水平，这些说法都不能轻信。

遥感技术发展很快，各种新型传感器不断升空，图像的分辨率在不断提高，现在商业运行的卫星数据的空间分辨率已达到0.6米，光谱分辨率可达几个纳米。利用高分辨率的遥感图像，并选择合适的波段和处理方法，对图像进行综合、科学的分析，是能提取长城信息的。最后说说欧空局公布的这张proba卫星图像，看来空间分辨率是相当高的。据北京市有关资料，在这幅图像覆盖范围内肯定有保存下来的长城建筑。如果拿到这景原图像数据进行数值分析，再通过适当的图像处理有可能显示出肉眼能分辨识别并可去实地严格验证的长城影像。不过，大概很难展示完全连续的长城全貌，而是长城的某些片段。

单位：科学时报社

刊登：《科学时报》2004年6月2日