谷歌地圖下機場跑道上的飛機重影是什麼因素造成的？

11-30

機場位於迪拜。
這應該是正在起飛的飛機，也就是說已經有了一定的速度。

這是同一條跑道盡頭等待起飛的飛機，並沒有這個現象，所以應該可以排除天氣等因素。

問題具體一點：
1.影子是什麼因素造成的？

2.為什麼影子成這個顏色？
3.和衛星遙感攝像頭的「快門」時間有關係嗎？

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首先很感謝大家回答這個問題。不過感覺樓下還沒有一個統一的意見，我也還有點糊塗。

我前段時間也提了一個類似的問題，也出現了類似的光斑：
谷歌地圖上發現了一個光斑，請問是什麼因素造成的？
請問那個光斑和這個重影有什麼聯繫和區別呢？
如果單想回答那個光斑，您可以去原題直接回答。：P

先說結論：這不是色散，是衛星分通道曝光形成的鬼影。只有高速運動物體才會有這種效果，靜止物體不會。

這個現象也叫做 Ghost Plane，據 @艦隊街 Todd 提示，放狗搜「Google Maps Ghost Plane」將會看到各種彩虹飛機，很漂亮喲，比如下面這架：

其實這種現象很普遍，好幾年前我在看周邊幾個機場時就看到過，比如寧波櫟社機場附近（29.865668,121.362253）：

上海浦東國際機場附近海面（31.317781,121.721218）：

下面說說為什麼會這樣。
我們平時用的數碼相機，CCD是一個二維平面，屬於面陣CCD，紅綠藍像素按照一定規律排列在平面上；而低軌道衛星拍攝地面，大多數用的是線陣CCD，每個通道是條一維的線，紅綠藍三個通道是三條線（此外還可能有紅外、亮度或者其他通道，如下圖，圖片來自Ghostly False Positives in Satellite Hunt for Missing Plane ，感謝 @黃文提供）：

數碼相機拍攝時整個平面同時曝光，紅綠藍三個通道同時採集，所以運動物體不會出現紅綠藍三色的鬼影。
而推掃式感測器原理有點像掃描儀，感測器垂直於衛星前進方向進行持續掃描，由於不同通道感測器所在位置有先後，所以掃過同一位置的時間也有先後，角度也有不同。對於靜止的、位於地面上的物體來說，這點差異是沒有關係的；但是對於飛機這樣高速運動的物體，不同通道曝光時飛機的位置已經發生了變化，紅綠藍三色就不在一個位置上，於是形成彩色的鬼影（其實高速公路上的汽車也有類似鬼影，只是沒有飛機那麼明顯）。
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有人問：「為什麼要用推掃式的採集不用平面採集呢...是為了省電嗎...
」
如果面陣CCD要達到上圖感測器同樣的精度，那麼就需要製作一塊12000×12000×4=5.76億像素像素的CCD，通過拼接是能達到這個數量級，比如大型天文望遠鏡的CCD，但是對大部分衛星來說，這樣做會導致成本、複雜度上升和可靠性下降，好處卻不多。因為地面上的東西大多是靜止、低速的，偶爾幾架飛機拍出鬼影也不算什麼事兒，所以線陣CCD很佔優勢。而且，「掃描」形成的圖像是長條狀的，相比「拍照」形式，數據連續性好，後期拼接也更加方便。
當然也不是所有衛星都用線陣CCD，面陣CCD也有應用，比如在一些同步靜止軌道衛星上。
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最後說下，我不是專業人士，只是對這個問題感興趣，邊學邊答，如有誤人子弟之處，還請不吝指出。

贊同Bright0574中提到的」只有高速的物體才會出現這種現象，靜止的物體不會「。

高解析度衛星影像成像時不同波段的感測器會有一個時間差（time lag)。以快鳥（QuickBird）為例，獲得的高解析度數據有全色段影像(Panchromatic)與多波段影像(Multispectral images), 多波段的數據包含紅(R)，綠(G)，藍(B)以及近紅外(NIR)數據，快鳥PAN數據的空間解析度位0.6m,MS數據的解析度為2.4m，這兩個數據在成像時間上有約0.2s的時間差。正因為如此，根據這個時間差可以求出快速移動物體如高速行駛的汽車，飛機的行駛速度，相關的研究很多，可自行搜索。文章MARCHESI A, RUSMINI M, CANDIANI G, et al. DETECTION OF MOVING VEHICLES WITH WORLDVIEW-2 SATELLITE DATA[J].引用了K??b A. Vehicle velocity from WorldView-2 satellite imagery[J]. IEEE Data Fusion Contest, 2011, 中關於Worldview-2（另一種高分數據，解析度記得是PAN0.5m,MS 2.0m)的不同波段成像的time lag。如圖

該表格詳細羅列了WorldView各波段的屬性。
由於空間解析度與光譜解析度的成反相關的關係，不太可能同時獲得高空間解析度與高光譜解析度的數據。PAN數據對對地物輻射中全色波段的影像提取，單波段導致成像數據時灰度圖像，無法顯示地物色彩。前面也提到MS數據包含R,G,B,NIR四個波段的數據，將四個波段數據隨意進行彩色合成（好像分真彩色和偽彩色）能到到帶有地物色彩信息的數據。PAN數據空間解析度高，MS數據光譜信息高。在應用中一般是將兩種數據進行圖像融合，得到既有PAN的高解析度，又有MS的彩色信息的影像。提問中是在谷歌地圖上的數據，感覺公眾中大多人不喜歡看高分灰色的圖像。圖像融合的內容一般有影像的預處理，空間配准，內容的融合，以及融合質量的評價。影響的預處理主要涉及影像降噪等，空間配準是將倆數據在同一空間坐標系下，建立融合影像間的空間對應關係，經重採樣後獲得相同的空間解析度，內容融合主要涉及一些融合方法的問題。由於高速運動的物體（飛機，汽車）在PAN 和MS 的位置不同，在空間配准融合後會得到如提問中出現的現象。
某些機載的感測器也提供PAN數據與MS數據，如Leica的ADS40.

仔細看一下旁邊高速公路上的車，它們的前方也會有一塊和車一樣大小的青色的斑。

對此，只能解釋為衛星上的相機快門在關上的一瞬間會產生一個綠色/藍色感測器的記錄動作，因此會記錄下一個瞬間的綠色和藍色通道的殘影。（假設鏡頭觀察的位置不因衛星的運動而漂移）

前方的B767會有影子，因為它在動，影子和主體的位置不一樣。而後面的A330是靜止的，所以影子和本體重合，看不到分離的影子。並且，飛機的白色區域大，因此影子比汽車更明顯。

鏡頭鍍膜二度反射的說法雖然有道理，但是解釋不了跑道標記沒有影子。

PS:印證一下，這是機場10點鐘方向海域的一架飛機

猜測：照片是先由RGB三個顏色通道分別拍攝，然後合成得到的。由於飛機的高速運動，導致三次拍攝的圖像上飛機有明顯的位移，合成後形成重影。

現在有一種技術叫做「高光譜遙感拍攝」。谷歌地圖是民用的，使用的光譜頻段可能較少。特殊用途的遙感圖像可能會分上百個光譜頻帶拍攝。

這是衛星全色影像感測器和多光譜感測器不同步引起的吧！

反對排名第一的說這是衛星拍攝時引起的不同時曝光引起的彩色現象，請不要誤導。
第一，贊同這些照片應該說第一張明顯不是衛星拍攝的結果，影像解析度太高了，應該是航攝影像。為什麼說這個解析度高？圖被放大這麼大，依然看不清格網狀的像素，而且飛機長度網上搜一下大概也知道，數一數像素個數，算一下就知道這解析度絕對不低。我所知道的衛星地面解析度從分米級到幾百米，更差的就不說了。而精度越高，其保密性越高。這種影像是不可能被對外發布，一般用于軍事用途。所以建議以後日光浴就不要選樓頂了。google這種用於商業用途的圖片更不可能是這種高精度衛星影像。
而且多波段衛星影像，就算是不同時曝光，單位時間內衛星掃描的地面範圍，和飛機飛行距離，完全不是一個數量級的。所以這種彩色像素偏移，不是衛星的傑作。
第二，有一張紅綠藍顏色順序不一致，這個可以暫且理解為波段排列不一致，紫色的出現也暫且理解為三原色之間某兩種的混色效應。但是影像上依然能看到原始飛機的顏色，而且也無法解釋機翼掛載的突起部分，其原始狀態是平行的，而在影像彩色區里不再平行的現象，而是方向朝外。
至於是不是色散效應，我不清楚。
以上，不邀自答。

bright0574的答案里的情況和問題的情況不太一樣，問題的答案並不是rgb（紅綠藍）三種顏色，所以不太可能因為各色彩通道沒有同步曝光。
貌似有點像紫邊綠邊。。。。。。。。

雖然不能回答題主的問題，不過指出樓上幾位的一個小小錯誤。這種高精度的照片是飛機航拍的，解析度低的大範圍照片才是衛星拍攝的。
或者這麼說，縮小範圍時看到一大片模糊土地的照片是衛星的，放大時看到精細的房屋、車輛的照片是航拍的。

有人對此回答提出質疑，我去搜集了一些資料。
這是維基百科：
Although Google uses the word satellite, most of the high-resolution imagery of cities is aerial photography taken from aircraft flying at 800 feet (240 m) to 1,500 feet (460 m); however, most of the other imagery is from satellites.
網址：Google Maps

這是谷歌地球官網：
Google offers high resolution imagery for thousands of cities, and more are on the way. Most of this imagery is approximately one to three years old and provides an aerial view about 800-1500 feet from the ground.
網址：Blurry or outdated imagery