遙感技術(shù)在海域態(tài)勢(shì)感知中的應(yīng)用

胡波　劉明

“海域態(tài)勢(shì)感知”（MDA）在美國(guó)被定義為“來(lái)自每個(gè)機(jī)構(gòu)和每個(gè)國(guó)家的數(shù)據(jù)的全面融合，以提高對(duì)海事領(lǐng)域的了解”，被國(guó)際海事組織定義為“對(duì)可能影響安全、經(jīng)濟(jì)或環(huán)境的與海事領(lǐng)域相關(guān)的任何事物的有效理解”。在一個(gè)小型船只可以變成對(duì)抗海軍驅(qū)逐艦的武器、海盜可以劫持船只索要贖金的世界里，“海域態(tài)勢(shì)感知”越來(lái)越重要。

遙感（remote sensing）是指非接觸的、遠(yuǎn)距離的探測(cè)技術(shù)。一般指運(yùn)用傳感器/遙感器對(duì)物體的電磁波輻射和反射特性的探測(cè)。通過(guò)獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波、地震波等信息），并進(jìn)行提取、判定、加工處理、分析與應(yīng)用的一門科學(xué)和技術(shù)。航天遙感能從不同高度、大范圍、快速和多譜段地進(jìn)行感測(cè)，利用可見光、多光譜、高光譜、SAR等多種傳感器獲取大量信息，非常適合在廣闊的海洋上監(jiān)測(cè)定點(diǎn)目標(biāo)的變化，并通過(guò)與其他傳感信息（如AIS、ADS-B）的結(jié)合，及時(shí)獲取移動(dòng)目標(biāo)影像，感知海上軍事行動(dòng)的動(dòng)態(tài)。

海洋浩瀚。在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，即使像航空母艦?zāi)敲创蟮拇搽y被找到，更不用說(shuō)實(shí)時(shí)追蹤這種“大海撈針”式的任務(wù)。直到近些年，這種能力還僅被裝備最好的軍隊(duì)掌握。間諜飛機(jī)、潛艇、軍用衛(wèi)星或通信攔截都是價(jià)格不菲的方法和手段。但是今天，在海洋遙感領(lǐng)域正發(fā)生著一場(chǎng)“革命”。

20年前，第一顆商用高分辨率衛(wèi)星 IKONOS 由美國(guó)發(fā)射。在那以后，衛(wèi)星數(shù)據(jù)“爆炸”性增加，商業(yè)航天蓬勃發(fā)展。2018年起，全球發(fā)射遙感衛(wèi)星總數(shù)平均每年超百顆，累計(jì)在軌遙感衛(wèi)星超過(guò)800顆（中國(guó)有140多顆在軌），增長(zhǎng)速度還在加快。立方體衛(wèi)星和納米衛(wèi)星星座的最新發(fā)展大大增加了可用圖像的數(shù)量，海洋遙感接近實(shí)時(shí)光學(xué)監(jiān)控。

美國(guó)智庫(kù)戰(zhàn)略與國(guó)際問(wèn)題研究中心（CSIS）下屬的“亞洲海事透明倡議”（AMTI）在全球范圍內(nèi)較早利用衛(wèi)星遙感技術(shù)持續(xù)監(jiān)控南海諸島態(tài)勢(shì)變化，并基于此進(jìn)行政策分析和相關(guān)炒作。AMTI對(duì)島礁的觀測(cè)基于高分辨率可見光遙感技術(shù)，數(shù)據(jù)源主要來(lái)自商用衛(wèi)星公司Maxar，曾對(duì)中國(guó)永興島、渚碧礁和美濟(jì)礁等28個(gè)島礁進(jìn)行觀測(cè)，不定期發(fā)布變化情況對(duì)比。

“南海戰(zhàn)略態(tài)勢(shì)感知計(jì)劃”（SCSPI）自2020年起基于多種光譜和遙感AI技術(shù)，利用國(guó)內(nèi)外遙感衛(wèi)星影像對(duì)南海島礁等靜態(tài)目標(biāo)和軍艦等動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

對(duì)于海上軍事行動(dòng)部署，由于活動(dòng)范圍大、目標(biāo)對(duì)象移動(dòng)性及隱蔽性強(qiáng)，難以通過(guò)單一遙感技術(shù)進(jìn)行海上目標(biāo)追蹤識(shí)別。但隨著衛(wèi)星覆蓋增加，以及AIS、ADSB通信識(shí)別信號(hào)的引入，多源數(shù)據(jù)融合定位解決方案正在被更多開源情報(bào)分析師們使用。以信號(hào)和時(shí)間為基礎(chǔ)，計(jì)算艦只行駛方向和距離，分析人員已能繪出船舶航向圖，并與衛(wèi)星路徑結(jié)合，通過(guò)人工智能技術(shù)快速識(shí)別艦只和編隊(duì)。

依托開源數(shù)據(jù)和智能計(jì)算，SCSPI已可對(duì)南海及其周邊活動(dòng)的大型軍艦和公務(wù)船進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和掌握，為國(guó)內(nèi)外關(guān)心南海局勢(shì)的官員、專家和大眾提供一定實(shí)證分析基礎(chǔ)。各國(guó)官方和民間力量都在盡自己最大的能力來(lái)構(gòu)建海域態(tài)勢(shì)感知能力，越南、菲律賓等中國(guó)周邊國(guó)家也在搭建官方的海域態(tài)勢(shì)感知計(jì)劃。

遙感在海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)方面也發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。德國(guó)遙感數(shù)據(jù)中心 （DFD）正在開發(fā)和集成從星載合成孔徑雷達(dá) （SAR） 圖像數(shù)據(jù)中獲取有關(guān)溢油、船舶或冰山探測(cè)信息的處理系統(tǒng)。歐盟委員會(huì)推動(dòng)了一系列項(xiàng)目，試圖提供有關(guān)海域態(tài)勢(shì)感知領(lǐng)域未來(lái)所需的技術(shù)和見解。

隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，遙感衛(wèi)星數(shù)量每年以幾倍數(shù)量增加，無(wú)論是時(shí)間分辨率，還是空間分辨率，均會(huì)得到極大提升，為海域態(tài)勢(shì)感知提供更豐富可靠的手段，增加相關(guān)區(qū)域態(tài)勢(shì)的透明度，大幅提高國(guó)際社會(huì)的客觀認(rèn)知，促進(jìn)各方溝通與交流。