国家侦察局 （NRO） 负责开发和操作太空侦察系统，并为美国国家安全开展情报相关活动。NRO 开发了几代机密锁眼 （KH） 军事光学侦察卫星，这些卫星一直是美国国防部 （DoD） 和情报机构地球图像的主要来源。NRO 的网站在这里：

https://www.nro.gov

NRO 的早期 Keyhole 卫星被放置在近地轨道上，在相对较短的任务中获取所需的胶片摄影图像，然后将胶片装在小型再入舱中送回地球以进行空中回收。回收后，对薄膜进行处理和分析。代号为 CORONA 的美国第一个军用光学侦察卫星计划率先开发和完善了部署作战轨道光学侦察能力所需的技术、设备和系统。第一次成功的 CORONA 胶片恢复发生在 1960 年 8 月 19 日。

经过特殊改装的美国空军 C-119J 飞机在飞行中回收了一个
CORONA 胶卷罐。资料来源：美国空军

锁眼卫星由代码字和“KH”指示符标识，如下表所示。

1976 年，NRO 部署了其第一颗名为 KENNEN KH-11（1982 年更名为 CRYSTAL）的电子成像光学侦察卫星，最终取代了 KH-9，结束了需要胶片返回的侦察卫星任务。KH-11 执行长时间任务，并将其数字图像近乎实时地返回地面站进行处理和分析。KH-11 或有时称为 KH-12 的高级版本今天已投入使用。

美国从 KH-1 到 KH-9 的胶片返回侦察卫星与 KH-11 电子成像侦察卫星一起缩放
。
图片来源：Giuseppe De Chiara 和 The Space Review。

地理空间情报 （GEOINT） 是对影像和地理空间信息的利用和分析，用于描述、评估和直观地描绘地球上的物理特征和地理参考活动。GEOINT 由影像、影像情报和地理空间信息组成。来自 Keyhole 侦察卫星的卫星图像是与国家安全相关的 GEOINT 活动的重要信息来源。

美国国家地理空间情报局 （NGA） 成立于 2003 年，其主要任务是收集、分析和分发 GEOINT 以支持国家安全。NGA 的前身机构具有类似的使命，它们是：

• 美国国家影像和测绘局 （NIMA），1996 – 2003 年
• 国家摄影解译中心 （NPIC），中央情报局 （CIA） 和国防部的联合项目，1961 年至 1996 年

2. 美国民用地球观测计划问世

在国家航空航天局（NASA）/美国地质调查局（USGS）民用Landsat地球观测计划开始前十多年，从轨道收集地球图像已成为美国军事的一项可操作能力。第一颗 Landsat 卫星于 1972 年 7 月 23 日发射，带有两个电子观测系统，这两个系统的空间分辨率均约为 80 米（262 英尺）。

自 1972 年以来，Landsat 卫星不断获取地球陆地表面的中低分辨率数字图像，提供有关自然资源和环境状况的长期数据。Landsat 9 上最新一代多光谱扫描仪在可见光波段的分辨率为 30 米（98 英尺）。

3. 某些军事侦察卫星图像的解密

所有军事侦察卫星图像都是高度机密的，直到 1995 年，早期防御侦察卫星计划的一些图像被解密。USGS 解释说：

“这些图像最初用于侦察和为美国情报机构制作地图。1992 年，一个环境工作组评估了早期卫星数据在环境研究中的应用。由于 CORONA、ARGON 和 LANYARD 数据不再对国家安全至关重要，并且可能对全球变化研究具有历史价值，因此这些图像于 1995 年通过第 12951 号行政命令解密。

您可以在此处阅读第 12951 号行政命令：https://www.govinfo.gov/content/pkg/WCPD-1995-02-27/pdf/WCPD-1995-02-27-Pg304.pdf

根据 12951 号行政命令的延期，2002 年和 2011 年解密了其他军事侦察卫星图像集。

解密的图像由以下两个组织持有：

• 原片由美国国家档案和记录管理局 （NARA） 保存。
• USGS 地球资源观测与科学 （EROS） 中心档案中保存的复制胶片用于制作图像的数字副本，以分发给用户。

EROS 档案中可用的解密军事卫星图像总结如下：

USGS EROS 档案 – 解密卫星图像 – 1（1960 年至 1972 年）

• 这组照片于 1995 年解密，包含来自 CORONA、ARGON 和 LANYARD 卫星系统的 860,000 多张地球表面图像。
• CORONA 图像分辨率从 KH-1 的 40 英尺（12.2 米）提高到 KH-4B 的约 6 英尺（1.8 米）。
• KH-5 ARGON 图像分辨率约为 460 英尺（140 米）。
• KH-6 挂绳图像分辨率约为 6 英尺（1.8 米）。

USGS EROS 档案 – 解密卫星图像 – 2（1963 年至 1980 年）

• 这组照片于 2002 年解密，由来自 KH-7 GAMBIT 监控系统和 KH-9 HEXAGON 测绘计划的照片组成。
• KH-7 图像分辨率为 2 到 4 英尺（0.6 到 1.2 米）。大约有 18,000 张黑白图像和 230 张彩色图像可用。
• KH-9 测绘相机旨在支持测绘要求和地理点的精确定位。并非所有 KH-9 卫星任务都包括测绘相机。图像分辨率为 20 到 30 英尺（6 到 9 米）;明显优于 LANDSAT 影像的 98 英尺（30 米）分辨率。大约有 29,000 张地图图像可用。

USGS EROS 档案 – 解密卫星图像 – 3（1971 年至 1984 年）

• 这组照片于 2011 年解密，由来自 KH-9 HEXAGON 测绘计划的更多照片组成。图像分辨率为 20 到 30 英尺（6 到 9 米）。

4. 解密军事侦察卫星图像的示例应用

解密的军事侦察卫星图像提供了从 1960 年代初开始的地球视图，比民用地球观测卫星投入使用早了十多年。除 ARGON KH-5 外，军事侦察卫星图像的分辨率高于目前 Landsat 民用地球观测卫星提供的分辨率。解密影像是对其他地球影像源的重要补充。下面介绍了解密影像的几个示例应用。

4.1 评估咸海枯竭

美国地质调查局报告说：“咸海曾经覆盖约 68,000 平方公里，比美国西弗吉尼亚州略大。它是世界第四大湖。现在的面积只有 1960 年的 10% 左右.....在 1990 年代，建造了一座大坝，以防止北咸水流入南咸水。它于 2005 年重建，并被命名为 Kok-Aral 大坝.....北咸海已经稳定下来，但南咸海继续萎缩并变得更咸。直到 1960 年代，咸海的盐度约为每升 10 克，不到海洋盐度的三分之一。南咸海的盐度水平现在超过每升 100 克，大约是海洋盐度的三倍。

在 USGS 网站上，“Earthshots： Satellite Images of Environmental Change”（地球奋斗：环境变化的卫星图像）网页显示了地球上许多地方在 50+ 年时间内的可见变化。

USGS Earthshots 目录

对于咸海地区，Earthshots 照片序列从 1964 年拍摄的 ARGON KH-5 照片开始。以下是 USGS Earthshots 页面的三个屏幕截图，显示了整个咸海、北咸海地区和南咸海地区的 KH-5 图像。

4.2 评估南极冰架状况

在 2016 年 6 月 7 日一篇题为“间谍卫星揭示了南极冰架崩溃的早期开始”的文章中，托马斯·萨姆纳 （Thomas Sumner） 报告道：

“通过分析来自间谍卫星的解密图像，研究人员发现，早在 1960 年代和 70 年代，南极洲拉森 B 冰架上的冰下坡流就已经在加速。到 1980 年代后期，大陆架前部的平均冰速比前几十年快了约 20%,....”

ARGON KH-5 卫星拍摄的卫星图像揭示了引发南极半岛东侧拉森 B 冰架坍塌的加速运动是如何从 1960 年代开始的。卫星于 1963 年 8 月 29 日和 1963 年 9 月 1 日拍摄的解密图像如右图所示。
来源：每日邮报，2016 年 6 月 10 日

4.3 评估喜马拉雅冰川状况

在 2019 年 6 月 19 日的一篇论文《过去 40 年喜马拉雅山冰层流失的加速》中，作者报告了使用 HEXAGON KH-9 测绘相机图像来提高他们对 1975 年至 2016 年影响喜马拉雅冰川的趋势的理解：

“喜马拉雅冰川为南亚人口稠密的集水区提供融水，需要对几十年来冰川变化进行区域观测，以了解气候驱动因素并评估由此对冰川补给河流的影响。在这里，我们使用一组来自冷战时期间谍卫星胶片和现代立体卫星图像的数字高程模型，量化了 1975-2000 年和 2000-2016 年期间喜马拉雅山冰层厚度的变化。

“这里的大部分 KH-9 图像是在 3 年间隔（1973-1976 年）内采集的，我们总共处理了 42 张图像以提供足够的空间覆盖。”

“我们观察到两个区段沿整个 2000 公里样带的持续冰损失，并发现 2000 年至 2016 年期间的平均损失率翻了一番。”

“我们的汇编包括的冰川约占该地区冰川化总面积的 34%，根据最近的冰层厚度估计，约占总冰量的 55%。”

喜马拉雅山的 3D 图像源自 1975 年 12 月 20 日拍摄的 HEXAGON KH-9 卫星测绘照片。 来源：JM Maurer/LDEO

4.4 发现考古遗址

A. CORONA Atlas 项目

阿肯色大学/美国地质调查局合作的先进空间技术中心已经利用军事侦察卫星图像进行了CORONA地图集项目，以创建“CORONA地图集和参考系统”。目前的地图集侧重于中东和秘鲁的一小部分地区，源自 50 次任务中拍摄的 1,024 张 CORONA 图像。该地图集包含 833 个考古遗址。

“在中东等地区，CORONA 图像对考古学尤为重要，因为过去几十年的城市发展、农业集约化和水库建设已经掩盖或摧毁了无数考古遗址和其他古老特征，如道路和运河。这些地点通常在 CORONA 图像上清晰可见，使研究人员能够绘制已丢失的地点，并发现许多以前从未记录过的地点。然而，CORONA 卫星相机独特的成像几何形状，可产生长而窄的胶片条，这使得校正图像中的空间失真非常具有挑战性，因此限制了研究人员对它们的使用。

CORONA Atlas 的屏幕截图显示了具有可用数据的中东
地区。

CAST 报告说，他们已经“开发了高效的方法

CORONA 影像的正射校正，现在提供对我们影像数据库的免费公共访问，用于非商业用途。可以在线查看图像，并且可以以 NITF 格式下载全分辨率图像。

B. 达特茅斯“新月沃土”研究

2023 年 10 月，达特茅斯学院的一个团队发表了一篇论文，描述了他们最近使用解密的 CORONA 和 HEXAGON 间谍卫星图像发现了 396 座罗马时代的堡垒，这些卫星图像是叙利亚、伊拉克和附近东地中海“新月沃土”地区的。研究区域显示在下图中。1934 年对该地区的先前航空调查已在同一地区确定了 116 个其他堡垒。

达特茅斯研究区。资料来源：J. Casana 等人（2023 年 10 月 26 日）

作者指出，“也许我们工作中最重要的认识是关于堡垒在整个景观中的空间分布，因为这对我们理解它们的预期目的以及更普遍地管理东罗马边境具有重大影响。

1934 年航空测量中记录的堡垒分布（上图）与最近在解密的卫星图像上发现的堡垒（下图）的比较。 资料来源：图 9、J. Casana 等人（2023 年 10 月 26 日）

下图显示了达特茅斯团队在卫星图像中确定的新堡垒示例。

显示三个主要地点的 CORONA 图像：（A） Sura （NASA1401）;（B） Resafa （NASA1398）;（C） Ain Sinu （CRN999）。 资料来源：图 3、J. Casana 等人（2023 年 10 月 26 日）

Tell Brak 遗址的城堡多张图片：（A） CORONA（1102,1967 年 12 月 17 日）;（B） CORONA（1105,1968 年 11 月 4 日）;（C） HEXAGON（1204,1974 年 11 月 17 日）;以及 （D） 现代卫星图像。资料来源：图 4、J. Casana 等人（2023 年 10 月 26 日）

该团队的论文总结道：“最后，在近东这个经过充分研究的地区发现了如此大量以前未记录的古代堡垒，这证明了遥感技术作为当代考古研究的变革工具的力量。

4.5 在更广阔的时间内进行商业地理空间分析

成立于 2013 年的 Orbital Insight 公司是挖掘地理空间数据并为广大客户开发有价值的信息产品的商业公司的一个例子。Orbital Insight 报告：

“Orbital Insight 将数百万张图像转化为对地球的宏观理解。这不仅创造了前所未有的透明度，而且还使企业和政策决策者能够获得新的见解和对社会经济趋势的公正了解。随着地球观测设备数量的增加及其数据输出的扩大，Orbital Insight 的地理空间分析平台在互联互通的世界中发现观测真相。我们绘制并量化世界的复杂性，以便组织能够做出更明智的决策。

“通过将人工智能应用于卫星、无人机和其他地理空间数据源，我们寻求发现和量化地球上人眼无法区分的社会和经济趋势。将这些信息与地面数据（例如移动和基于位置的数据）相结合，可以解锁新的情报来源。