撒哈拉沙漠的卫星图像。（图片来源：Sally Ride EarthKAM 和 NASA）
1972年，阿波罗17号机组成员捕捉到图像“蓝色星球”，该图像成为了地球最具代表性的影像之一。生化学家Gregory Petsko形容这张图片“完美地体现了人类在宇宙中的处境，如同生存在一座岛上”。如今，许多研究者认为这张图片标志着美国环境行动主义 (environmental activism)的开始。
卫星图像是大数据革命的一部分。在捕捉这些图像的过程中，研究人员运用了遥感技术，例如无人机、航拍、卫星传感器等。这些科技并非是对客观第一手资料的直接呈现。算法会对这些数据进行加工，以便描述地表和大气中的一些区域和相关现象。
作为一位地理学家，我研究地理空间数据，包括卫星图像。这种图像为我们了解世界提供了一种强有力的方法。但是，我觉得非常重要的一点是要让人们明白科技的局限性，以免人们误解他们所看见的东西。
卫星图像告诉我们的事
卫星图像在各行各业都有着广泛的影响。例如，在1973年，卫星图像首次被用于显示季节性植被变化。目前，这项信息有助于监测植被健康，并在全球范围内追踪旱灾的情况。
这些图像也为灾难的威力提供了令人信服的证据。例如，在1986年，研究人员通过卫星图像和气象数据建模获得相关数据，经整合，这些数据监测到了前苏联切尔诺贝利核电站反应堆爆炸的辐射。近期，夏威夷基拉韦厄火山爆发前和爆发后的图像对比，也显示出岩浆流动以及人口流离失所的情况。
卫星图像在全球范围内追踪着人类不断变化的足迹，包括高速发展的城市，都市的扩张，以及棚户区。它也越来越多地被用于评估、辨认和追踪人类活动。1995年，卫星图像的证据显示出位于前南斯拉夫斯雷布雷尼察的大规模处决。2014年，卫星图像曝光了伊拉克北部和叙利亚文化遗址的毁坏程度。去年，卫星图像披露了缅甸被烧毁的罗兴亚村落。
卫星图像没告诉我们的事
然而，研究利用卫星图像的人，或者只是查看卫星图像的人，都需要考虑进一些注意事项。要知道，卫星图像只是一堆分辨率，单位像素越小，图像越清晰。但，即便是高分辨率的卫星图像，也需要在地面上进行验证，以确保图像解读的可靠性。随之而来的问题是，我们是否应该质疑我们看到的卫星图像？我们究竟是通过自己的视野还是卫星图像的视野在观察世界？
一个误读卫星遥感信息的例子发生在2003年。当时，卫星图像被用作证据，指控伊拉克藏有大规模杀伤性武器。图像上显示的一些地方，被辨认为活泼化学武器掩体。还有一些地方显示有土壤被铲平，然后运走用于藏匿生产化学品的证据。然而这一切最终被证明是错误的。
此外，处理卫星图像需要大量的计算。卫星图像充其量也只是对地球上一些状况的解读，一张源自算法的“快照”。这些处理卫星图像的算法负责计算出定义原始数据的方法，并数据可视化。
这种操作造成了“未知框”，让人难以察觉何时何由算法发生了错误。例如，一种近期开发的算法被设计用于辨认卫星图像中的炮坑。可是，这种算法也辨认看上去像炮坑但实际上不是的地方。那么专家们该如何筛选可能导致错误结论的数据呢？
通过如谷歌地球（Google Earth）和地球探索者（Earth Explorer）等平台，不仅仅是研究者和科学家，全世界的人们都可以越来越方便地接触卫星图像。卫星图像是为世界上各个角落的团体绘制地图的基础，比如公开地图（OpenStreetMap）就是一个利用高分辨率卫星图像来制作数字化地图的平台。地图活了起来，由于新元素的加入（通常来自远程绘图者）而总是处于不断的变化中。
由于这种远程操作越来越多，这些源自卫星图像的地图多被不熟悉具体地点的人们编辑。这也使地图绘制者在绘制陌生地点时担负起了重要责任。源自卫星图像的地图中缺少如街道名称或者植被品种之类的当地信息，因而是不全面的。建筑群的覆盖区域能被数字化，但是只有当地人才能辨别某一建筑的用途。概念上的边界，如国境线一类，并不会出现在遥感图像上。
随着卫星图像的普及，我们应该反思这些图像的来源、处理、及使用目的。
閱讀更多 西瓜科學 的文章
