島嶼與大陸架沿線的淺水區域，對於人類活動和海洋生物種群的健康維繫都有著重要的意義。但在相關區域不斷發展的同時，繪圖的難度和時間的密集性都是個挑戰。多年來，遙感科學家們一直致力於改變這種狀況。慶幸的是，由美國宇航局（NASA）資助的一項新研究，就在探索如何利用免費的衛星數據和雲計算來完成這項工作。

幾個世紀以來，海洋測量師一直依靠船載工具（測深繩和聲吶）來判斷海底的深度和形狀。不過1970 年代的美國陸地（Landsat）衛星、以及歐洲近年發射的哨兵（Sentinel）衛星，其中也提供了相當豐富的可用數據。

好消息是，科學家們正努力推動從傳統測深法、向基於衛星圖像深度信息的方案轉型。據悉，不同波長的光可穿透水的深度不同。與波長較短的近紅外/ 短波紅外相比，較短波長的藍綠色穿透性更強。

當水體清澈且海底明亮時，科學家便可通過測量衛星觀測到的數據、結合對應光線的穿透反射率和距離，對淺海區域的海水深度進行建模估算。

以NASA 的冰、雲、陸地高程2 號衛星（ICESat-2）上配備的高級地形激光測高儀系統（ATLAS）為例，這套激光雷達方案能夠對光子進行計數。

在向地球上的冰面、土地和水體表面發射了激光脈沖之後，便可通過測量光子回彈的時間來測出高度。

2019 年的時候，得克薩斯大學奧斯汀分校的科學家Lori Magruder、以及俄勒岡州立大學的Chris Parrish，就曾嘗試將ICESat-2 測量到的數據與船載聲吶數據相結合，以證明此舉可如何填補空白和提升沿海潛水區域的地圖精度。

Bathymetry The Shape of the Seafloor Around Bermuda（via）

近日，NASA 戈達德太空飛行中心的Nathan Thomas、Lola Fatoyinbo、以及來自其它三個國家的同事，借助另一套方法將ICESat-2 的測量數據與哥白尼前哨2 號衛星的圖像相結合，以得到更高分辨率的測深結果。

在分享的實例中，研究團隊比較了佛羅里達州比斯坎灣、克里特島干尼亞灣、以及百慕大島周圍26 米（85 英尺）深的淺灘。

通過將ICESat-2 / Sentinel-2 衛星的新數據與63 年來的傳統地形調查、多波束聲吶和航海測深儀等綜合資料結合起來，我們可以對比得出更精細的結果。

此前克里特島的數據精度只有115 米，佛羅里達和百慕大區域也只有30 / 90 米，但新數據已經大幅提升到了10 米。

題圖中展示的圖像和動畫，是由東卡羅萊納大學的研究合著者David Lagomasino，根據合併的衛星數據構建而成的。

可視化效果基於2020 年的觀察結果，其中展示了百慕大周圍海底的形狀。藍色越亮，海底深度越淺。而黃色、綠色和橙色條紋，則表示ICESat-2 的一些交錯數據。

值得一提的是，這項工作的關鍵部分，還利用了開源數據、雲計算、以及諸如穀歌地圖引擎（GEE）之類的工具。對於資金和設備都受限的島國與沿海地區來說，開源的衛星測深圖數據顯然更加實用。

畢竟可靠的海圖，對於船舶航行、沿海基礎設施的開發與保護、水產養殖、以及近岸生態環境的監測都非常重要。此外即便在工業化程度更高的地區，衛星地圖也能夠更快、更低成本地刷新海底數據。