老科技工作者确认肉眼无法从太空看长城

　　为历史迷案画上句号——确认“肉眼无法从太空看长城”的背后

　　新华网北京12月8日电 题：为历史迷案画上句号——确认“肉眼无法从太空看长城”的背后

　　新华社记者 李斌 吴晶晶 卜云彤

　　瘦瘦小小，却精神矍铄。你也许不会想到，一位72岁的老科技工作者在晚年之际竟敢挑战权威，试图为一段争论半个世纪、谜一样的科学公案画上句号。人类究竟能不能从太空看到长城？日前，中科院遥感卫星地面站戴昌达研究员在中国科协学术年会上宣布：肉眼无法从太空看长城，但遥感技术可以“看”到长城。这究竟是怎么回事？他们的结论是怎样来的？记者为此走近这位“较真”的科学家。

　　一个公告引起的“科研”

　　戴昌达从事遥感应用研究已有40多年，是“中国遥感事业的前辈先驱之一”。

　　今年5月，欧洲空间局“从太空看中国长城”的两次公告，引起了这位老专家的注意。当时经过初步分析，戴昌达即判断欧空局遥感图片上的“长城”只是典型的燕山下的小山沟。

　　人类究竟能不能从太空看到长城？犹如一段历史迷案，困扰了世人近半个世纪。而围绕欧空局事件，争论又起：有人坚持说能看见，很多科学家则坚决持否定态度。“应该认真做些研究工作了。”戴昌达说，在肉眼看长城问题上，必须事实和科学说话。

　　在对人眼分辨能力进行理论分析和对欧空局图像初步解译的基础上，6月2日，戴昌达、姜小光等人指出欧空局所指的“大运河”就是注入密云水库的白河，而“长城”只是一条山沟。

　　在光学专家、中国科学院物理研究所聂玉昕研究员的支持下，戴昌达等人进一步对人眼分辨率进行了分析：“人眼视觉是个很复杂的物理、生理及心理过程，据测定，当一个物体进入眼瞳形成的张角正好是以其距离为半径的圆周长度的1/3600左右时，这个物体就表现为一个与背景有别的像点而被人眼看到。如果距离增大或物体缩小，这个物体的像点就融入背景中而不能被眼睛识别。”戴昌达进一步引用了两个前人的实验结果：一个人站在天安门广场毛主席纪念堂前，刚好能看到400米之外直径为20厘米的旗杆顶，站得更远些，旗杆顶就分辨不出了；国外一位训练有素的侦察员在良好的视况条件下可以识别出2公里之外的一辆坦克上大小约32厘米的炮塔和瞭望孔。按照这两个不严格实验结果换算出的眼睛分辨率——分别相当于圆周的1／2000和1／6250，一个大于、一个小于生理光学专家测定的一般人眼视力数据。

　　在此基础上，科研小组进行了理论分析：假设长城宽度达到10米，则人眼可辨别长城的最远距离分别为20公里、36公里和62.5公里,这些距离都远低于通常认定的太空高度。据此，科学家们判定宇航员在太空仅用肉眼决不可能看到长城。

　　有人提出了不同意见，认为只要太阳光的照射角度合适，能大大提高长城亮度，就有可能超越人眼的视觉极限，并以黑夜可以看到超远距离的明灯为例证。“我们承认当一个物体极其明亮，且与背景反差极大时，有可能达到激活视细胞产生光觉、色觉和形觉的水平。”戴昌达解释说，“但我们现在讨论的观测对象是长城，属砖土结构，不是发光体，也不是强反射体，随地形起伏而伸展于山脊、山坡，与周围背景的反差也不会很大，不管太阳照度发生多大变化，都不可能产生黑夜看明灯的那种效应。而且长城的宽度有限，除敌楼、城台之外，一般都不超过5米，高度也有限，不会产生太大的阴影与投影。”

　　“宇航员的视力即使比侦察员高一倍，也达不到从太空看到长城的视觉要求。”

　　“遥感眼”：太空上可见长城

　　肉眼无法看到，欧空局的遥感图片也“看”错了，那么遥感卫星究竟能否“看”到长城呢？戴昌达深信卫星遥感技术作为人的视觉功能的延伸，能够帮助人们从太空“看”到长城。

　　“欧空局的卫星图像看来没有经过精几何校正等应用处理，存在地形起伏产生的投影差，影像色调层次也不够细腻，难于辨别长城影像，有些灰白色小斑点也很难说是烽火台还是岩石露头。”科研小组向欧空局发出邮件，提出如果欧空局愿意免费提供图像，中国科学家可进一步对图像进行处理。但邮件石沉大海。

　　“用我们的怎么样？”负责法国遥感卫星“斯波特”在中国分发业务的“视宝”公司闻讯后于8月初免费向科学家提供了“斯波特”5号星4种不同分辨率（分辨率分别为10米、20米、5米、2.5米）的图像数据。科学家对各种分辨率的图像进行了精几何校正与配准，并开展图像数值分析。

　　一张Ａ4大小的白纸上，密密麻麻遍布大小不一的数据，每一个数据，代表2.5米见方的地面反射数值。这就是法国斯波特卫星2.5米分辨率图像“翻译”出来的地面数值。数值表上，科学家用红笔划出一条弯弯曲曲的线，那就是长城。

　　“地物的反射率不同，对应传感器上的数值也不同。对照地理坐标，我们进一步确认那就是长城。”在分析海量数值后，科学家在遥感图像上“分辨”出了野长城，而且长城宽度一般不超过5米。增强处理后的图像上，蜿蜒延伸的细线状影像清晰可见，细线上有一些灰白色斑点。“那是按一定间距或在长城拐折处修建的城台或烽火台。”为进一步验证，2004年9月29日，戴昌达等一行5人“按图索骥”前往北京密云境内黑龙潭以北椴树梁村的一段野长城实地考察。现场考察发现这段长城宽、高都不足2米，由岩块垒砌而成，两侧常见数十厘米至一米余宽的岩屑土渣小径。数码相机拍摄的侧视照片，与卫星图像的分析完全吻合。

　　24岁的研究生刘亮登上了城台：“长城从南向北延伸，共有11个城台。有些城台间可见长城相连，有些长城段被两侧生长的灌草遮挡，看不清晰。”随后，5人下至椴树梁村，找到了被欧空局误判为“长城”的山沟。沟旁坡陡林密，有泉水汇成的小山溪，坡度稍缓处散布着民房和小梯田。

　　“在‘斯波特’5号卫星彩色融合图像上，这些都有较清晰的显示。”考察结果与图像解译高度一致，戴昌达感到很振奋。

　　遥感何时不再“遥猜”

　　把一条明显是汇聚流水，宽度、走向多变的弯曲小山沟误判为一般修建在山岭脊部的长城，把一条自然河道误判为人工修建的大运河。欧洲空间局这样的权威单位，怎会犯如此低级的错误？戴昌达认为，这是缺乏遥感图像解译知识，遥感图像分析水平低导致的结果。“近些年，遥感和空间技术蓬勃发展，但一些部门把巨大的财力、物力、人力投放到研制、发射新卫星、研发推出新遥感器上，陶醉于获取海量遥感数据之中，似乎只要提高图像数据获取能力，遥感应用就可水到渠成。”戴昌达说，“如果不相应重视发展遥感图像应用处理与分析技术，不大力培养高水平的遥感图像分析解译人才，这样发展下去，遥感真有可能变成遥猜。”

　　“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”、“微波遥感图像能清楚显示地下古长城”……戴昌达认为这些说法都有待严格验证，不可轻信。“卫星遥感的空间分辨率恐怕还远不足以反映长城砖缝，微波遥感的穿透性也会受一些条件的限制。虽然遥感可‘显示’撒哈拉大沙漠中的古河道，却不一定能揭示被沙掩埋的古长城。”

　　“我们的工作还是初步的，利用遥感卫星进一步探测，还可以获得有关长城现状的更多信息。”戴昌达说，最近中国正在就长城保护进行规划，在这场保护长城的行动中，应该充分用上卫星遥感这样的高技术。

　　提高应用水平，加快遥感应用人才的培养；扩大应用领域，使遥感能在更多的领域发挥作用。这就是这位“老遥感”专家的心声和呼吁。