來自世紀初航太任務的數據改變了我們對地球的認識
這是關於太空梭雷達地形圖任務兩部分系列報道的第二部分。點這裡閱讀第一部分。 2000 年太空梭飛行任務中收集的高程數據繼續以意想不到的方式為科學和社會提供資訊。
在2000 年的一次關鍵任務中，奮進號太空梭的SRTM 計畫提供了地球地形的三維視圖，並獲得了對各種科學應用至關重要的數據。這項任務為NASADEM 模型奠定了基礎，增強了對全球地形的了解，並使災害應變和城市規劃等領域受益匪淺。最近的進展繼續以這豐富的數據遺產為基礎，彰顯其持久價值。
2000 年，奮進號太空梭顛倒執行了最後一次科學飛行任務。當艙門向下面的地球打開時，太空梭雷達地形圖任務（SRTM）的儀器會用穿透雲層的無線電訊號掃描地球。一個探測器位於200 英尺長的伸縮桅杆的末端，另一個探測器位於太空梭的艙內，SRTM 提供了前所未有的地球三維視圖。
這並不是奮進號最後一次進入太空；在接下來的十年裡，奮進號還進行了11次飛行，主要用於支援國際太空站的建造和維護。然而，四分之一個世紀過去了，SRTM飛行仍是奮進號19年服務生涯中最重要的科學任務之一。
SRTM 系統將資料記錄在類似大型錄影帶的磁帶上。由於掃描工作在整個任務期間每天24 小時進行，”奮進號”機組人員分成兩組，輪流值班，每半小時更換一次磁帶。在將近10 天的時間裡，他們總共在320 盤磁帶上收集了12 TB 的資料。經過幾年的資料處理，美國地質調查局（USGS）於2003 年免費公開了所繪製的地形圖。
最初，美國地質調查局分發的是高解析度的美國地圖，每個像素代表邊長100 英尺（30 公尺）的區域，大約是籃球場大小的兩倍。地球其他地區的地圖最初採用分辨率較低的像素，寬度為300 英尺（90 公尺）。 2015 年，美國地質調查局發布了全球全解析度地圖。最後，在2020 年，NASA製作了新的地形圖，命名為NASADEM（NASA 數位高程模型），使用SRTM 資料製作，這些資料經過重新處理，提高了地物的高度精度。它還包含了其他測繪任務的數據，以填補早期地圖的漏洞。
2000 – 2013
海拔高度是一系列科學研究的關鍵訊息，其中許多研究直接關係到地球上人們的安全和生計。據估計，在易受洪水和山體滑坡影響的地區，透過將降雨資訊與高程地圖結合來預測山體滑坡的危險，每年可以挽救成千上萬人的生命（如上圖所示）。在數據的社會正義應用方面，基於SRTM 的地圖對於為撒哈拉以南非洲地形複雜地區的人們提供醫療服務和診所至關重要。
如果沒有SRTM 和NASADEM，世界上那些難以進入的地區的地形特徵很可能至今仍不為人知。最近，疊加在SRTM 高程圖上的大地遙感衛星8 影像揭示了秘魯偏遠的科塔華西峽谷（Cotahuasi Canyon）的非凡深度，並暴露了加拿大巨大的褶皺岩石地貌，這些褶皺岩石地形是上一個冰河時代之後被後退的冰川沖刷乾淨的。這兩個地區分別如下圖所示。
2016 年6 月3 日
2020 年2 月13 日
自太空梭測繪任務以來的幾十年中，SRTM 數據幫助研究人員確定了可能成為阿富汗地震源的活動斷層線，估算了馬來西亞因森林砍伐造成的紅樹林損失，甚至確定了發電風力渦輪機的位置對房地產價值的影響。每年都有數以萬計的研究論文依靠SRTM 地圖進行這些及其他環境、經濟、農業和公共安全研究。
自SRTM 以來，其他天基測量增加了我們對地球地形的了解。美國國家航空暨太空總署的ICESat（冰、雲和陸地高程衛星）、其後繼者ICESat-2，以及國際太空站上名為GEDI（全球生態系統動力學調查）的儀器等衛星任務收集了數兆次精確的雷射測量數據，提高了地圖的準確性。歐洲太空總署的哥白尼計畫利用更多的衛星和建模資料創建了更多的地球表面高度資料集。隨著NASA-ISRO 合成孔徑雷達的發射，天基地形圖將繼續改進，該雷達將提供新的、更精確的地球表面測量數據。
美國國家航空暨太空總署總部負責SRTM 計畫的傑拉爾德-鮑登（Gerald Bawden）說，雖然未來的測繪工作可能會提供更好的地球視角，但SRTM 數據的價值並沒有減弱的跡象。他說：”SRTM 的神奇之處在於，我們可以清楚地看到近乎全球的快照。我們只用了不到兩週的時間就完成了收集工作，但現在它為從氣候變遷和地質災害到城市規劃和森林砍伐等一切問題提供了一個基準。
對於幫助開發該儀器的美國太空總署噴射推進實驗室（JPL）高級研究科學家 Scott Hensley來說，SRTM 的工作既具有專業意義，也具有個人意義。 “我參與過很多很酷的任務，但SRTM 是我在JPL 職業生涯的亮點之一，這是我真正引以為豪的事情之一，因為它既有科學意義，又有公共利益。我知道，透過參與這項任務，我為人類的進步做出了貢獻。
Michala Garrison 利用太空梭雷達地形圖任務(SRTM) 提供的地形資料繪製的NASA 地球觀測站影像。傑西-艾倫（Jesse Allen）利用托馬斯-斯坦利和達莉亞-基爾希鮑姆（NASA/GSFC）提供的數據以及SRTM 提供的地形數據繪製的滑坡易發性圖。約書亞-史蒂文斯（Joshua Stevens）利用SRTM 的地形資料和美國地質調查局的Landsat 資料繪製的峽谷和岩石褶皺影像。 James Riordon/美國太空總署地球科學新聞小組報道。
編譯自/ ScitechDaily