卫星可以拍得多清楚？
我们得先明白，卫星获取地球影像的方式，跟我们用手机拍照有本质区别。手机是你拿着拍，离得近。卫星呢？它在几百公里甚至几万公里的高空，像个不知疲倦的侦察兵，绕着地球转，通过镜头捕捉地面信息。
决定卫星能拍多清楚的几个关键点：
1. 传感器和镜头（这才是核心）：
空间分辨率（Spatial Resolution）： 这是大家最关心的问题，简单来说，就是卫星一次曝光能分辨出地面上多小的物体。单位通常是米（m）或者厘米（cm）。
低分辨率（几公里到几十米）： 像一些气象卫星，它们主要看云层、大范围的温度分布，不太需要看细节。它们拍到的就像是粗略的地图，只能看到城市轮廓、大片森林、海洋。
中等分辨率（几十米到几米）： 像一些环境监测、农业监测卫星，能看到农田的边界、河流、小型城镇的布局。
高分辨率（几米到亚米级，即1米以下）： 这个级别就开始有意思了。比如，一些商业遥感卫星（像美国的DigitalGlobe，现在的Maxar；中国的资源系列卫星）可以拍到几米、甚至亚米级的图像。
亚米级（0.3米 1米）： 这个级别，你就能比较清楚地看到汽车（能看到轮廓，但可能分不清品牌）、集装箱（能看到形状和堆放）、房屋的屋顶细节、道路的划线、操场上的跑道。你可以说，这时候的卫星，已经能区分出很多独立的、相对较小的物体了。
超高分辨率（小于0.3米）： 这是目前分辨率的尖端了。一些军用或国家级的侦察卫星，理论上可以达到1015厘米（0.10.15米）的空间分辨率。
1015厘米级别： 这个分辨率下，你不仅能看到汽车，甚至能看清汽车的型号（比如能分辨出轿车、SUV）、车牌的大致轮廓（虽然未必能读出数字，但能看到牌子是啥样的）、人（能看到一个点，但跟周围环境区分开）、集装箱上的涂鸦（可能能分辨出形状和颜色）。一些大型的、结构化的物体，比如桥梁的钢架、飞机的翼展，都能看得非常清楚。甚至在特定角度下，理论上能辨认出行李箱的大小。
2. 传感器的类型：
光学相机（Passive Sensing）： 这是最常见的，就像我们拍照一样，利用太阳光反射。这部分我们主要讲的就是它。
雷达（Active Sensing）： 像SAR（合成孔径雷达）卫星。雷达不受天气（阴天、雨雪）和昼夜影响，能穿透云层，全天候工作。虽然它看到的图像看起来更像“灰度图”，不像光学照片那么“好看”，但它能探测地表起伏、建筑物的形状、车辆等。雷达的分辨率也很高，可以达到亚米级，但我们平时说的“清楚”多半是指光学传感器。
3. 卫星的轨道高度和姿态控制：
轨道高度： 离得越近，自然看得越清楚。大部分对地观测卫星在低地球轨道（LEO），高度通常在几百公里。但要达到极高分辨率，就需要更复杂的成像技术或者更低的轨道，这会增加成本和复杂性。
姿态控制： 卫星需要非常稳定地指向目标，一点点晃动都会影响清晰度。精密的稳定系统是高分辨率成像的基础。
4. 成像方式：
推扫成像（Pushbroom）： 像扫描仪一样，一行一行地扫描地面。
凝视成像（Staring）： 像普通相机一样，一次性曝光一个区域。
立体成像（Stereo Imaging）： 从不同角度拍摄同一区域，可以生成三维模型，这有助于更直观地理解地貌和建筑。
举个例子，让大家有个概念：
想象你站在一栋30层高楼的楼顶，往下看。
低分辨率就像是你能看清楼下广场有多大，有没有人在那里聚集。
中等分辨率就像你能看清广场上的雕塑、一辆辆车子，但车牌看不清。
高分辨率（亚米级）就像你能看清每辆车的型号，甚至能大致分辨出车的颜色，地面上的标志线也很清楚。
超高分辨率（1015厘米）就厉害了，你可能会发现，原来那辆车的车牌是个特写，上面可能还能依稀看出点什么；路边的花坛能看到里面的花草。
那么，这“清楚”到底能到什么地步？
识别个人？ 1015厘米的分辨率，理论上可以辨认出人，但你看到的只是一个站立的“小点”。你肯定无法看清他的长相、表情、穿的衣服款式。要做到那种程度，需要非常非常高的（可能只有厘米级甚至更低）分辨率，而且需要近距离、从特定角度拍摄，并且可能需要叠加多帧图像进行增强。目前公开报道的商业和国家级遥感卫星，在公开的参数中，通常不会宣称能“识别个人面部”。
看清车牌？ 1015厘米分辨率，理论上足以看清车牌，但能否“读出”号码，这还得看图像质量、光照、角度、以及后续的图像处理技术。通常在非常理想的条件下，是有可能做到的。
看清路面上的细节？ 比如行人走过的脚印？那是不可能的。1015厘米分辨率，能让你看清地砖的形状，但一个脚印那么小的东西，还是太细微了。
军事应用？ 军事侦察卫星确实是分辨率的“玩家”。它们的目标是能够识别坦克型号、飞机型号、舰船的种类、导弹发射井的大小等等。这些对于保持国家安全至关重要。高分辨率的图像是情报分析的基础，能够帮助了解对方的军事部署和能力。
当然，还有一些“非技术”的限制：
隐私问题： 即使技术上能拍得非常清楚，出于隐私保护和法律法规的考虑，很多非常高分辨率的图像是不会公开的。商业卫星会发布一些“示范”图，但国家级的军用侦察卫星的原始数据，那是绝密。
图像处理： 即使原始数据不够完美，强大的图像处理和算法也能在一定程度上提升清晰度和可识别性。
成本： 分辨率越高，卫星的设计、制造、发射和运营成本就越高。
总而言之，卫星的“眼睛”能拍得多清楚，就好比我们看到一个远方的人：低分辨率就像隔着一层毛玻璃，只能看到个大概轮廓；高分辨率就像站在对面的楼上，能看清他穿什么颜色的衣服，开什么车；而极致的超高分辨率，就像你带着高倍望远镜，可以盯着他的脸看。虽然技术在不断进步，但很多关于“看多清楚”的细节，往往被保密在国家安全和商业机密的幕后。
网友意见
太长不看版：目前民用能普遍接触到的卫星图像在30厘米/象素，也就大约是一张A4纸大小。军用卫星的具体数字涉密，可以公开讲的不精确的数字是6-8厘米/象素，基本上带上软件拍到车牌数字那个大小是没有任何问题(关于识别，请移步评论区)，甚至可以通过数人头来统计军队人数（星下点影像）。
注：以下均为公开信息。
最清晰的卫星分辨率是多少？
卫星精度是各国的军事机密，间谍卫星是各国的秘密武器，我不会让你了解我了解了你多少。所以通常各国会限制其它国家通过商业手段购买高精度卫星图像。像中国拥有像高分11号、高景一号这样的分辨率在分米级别的卫星，但你是无法在正规渠道获得更高分辨率的中国卫星图像的。而早在2014年的时候，美国政府就规定商用卫星提供的图像精度不得小于30厘米（在这之前是0.5米）。
要说谁家的卫星看得最清楚，当仁不让是NRO。对，NRO就是那个清库存随手把在仓库里躺了数十年的二颗90年代的旧空间望远镜丢给NASA（NASA如获至宝，打算拿来制造探测暗物质和类地行星的广域红外探测望远镜）一点也不心疼的那个美国国家侦察局。NRO拥有的技术比商用卫星领先十几年。而NRO最出名的就是KH间谍卫星，即“KeyHole锁眼”系列。下面这张是1966年锁眼拍的中国某著名建筑。(猜猜为什么比例不对？
锁眼卫星早期大部分是返回式相机拍摄，获取的影像数据以黑白全色胶卷为主，只能把拍好的胶卷空投到地球，或者派飞机在高空回收装有胶卷的卫星头部。然后进行数字化扫描，并以DS11**或DS10**等命名存为TIF文件。
(此段已删）
（GoogleMap等在某些地区的图像分辨率会比间谍卫星还要高，这是因为他们是用安装在飞机上的摄像头收集的这些图像。）
技术瓶颈和极限在哪里？
从卫星轨道拍摄地面有两个大问题。
首先，地球的大气并不是真正透明的。大气的冷热对流等现象都会以不同的程度改变光线路径。就和大夏天我们都见过的飘在柏油马路上的“热浪”一个道理。间谍卫星需要通过自适应光学元件来纠正这种影响。（像2019年初发射的NROL-71的KH-11 Block 5就是薄雾隐形成像）这个元件的研发是高度机密，中国自己研发走了不少弯路（老毛子这方面的技术。唉，不谈了）。
第二个问题是物理学。间谍卫星本质上就是一架大口径望远镜，根据光的波长和镜片的大小，望远镜对可以分辨的物体尺寸有严格的限制。这是望远镜的衍射极限。常用的是瑞利极限=1.22λ/D, （其中λ是观测的波长，D是望远镜物镜的通光直径。得出分辨率是弧度）。我们假设望远镜在近地点250公里高的轨道，在蓝绿色450nm光波长的波段，用4m直径的镜片（可以装在Falcon 9和波音X-37的有效载荷托架中而无需折叠，泰坦待查）。算出来最大理论分辨率为3.4厘米（实际分辨率要乘以1.5~2的经验系数）。
所以，如果想要拍得更清晰，一个是让卫星飞得足够低，一个是磨出更大的镜片。卫星飞得太低，自转速度快，没法盯着一个目标长时间拍摄，而且还受大气等影响将消耗大量能量，如果不经常把燃料送上去，那很快卫星就会掉下来（KH系列卫星有的连10天的寿命都没）。而磨更大的镜片又谈何容易，技术封锁的也相当厉害。美国还是走在磨镜子技术的前列，刚才提到的那二个捐给NASA的卫星，它的光学镜片还是在苏联还没解体的时候就研磨好了的，在仓库内一放就是将近30年，现在拿出来仍然是相当先进的。中国最近也研发出了精度很高的研磨技术（此处已删）
未来
考虑到以上种种限制，美国军方认为这个结果还不够满意，我要飞得更高（同步轨道最好），又要看得更清。美国国防高等研究计划署（DARPA）就搞了新的“天网”工程。他们认为，既然超大镜片有技术难度，而拍摄清晰度受到第一级镜片大小的制约，难以折叠的第一级晶体镜片进一步又受到火箭发射空间的制约，那就放弃用镜片改用光学薄膜吧，于是有了光学薄膜间谍卫星MOIRE。MOIRE卫星将采用光学薄膜(Ball Corp形容其厚度为less than 1/1000th of an inch) 为第一级反射镜。在发射时先把光学薄膜大幅度折叠，入轨后再展开成直径20米的超大镜面，届时MOIRE会以接近甚至超过KH-11“迦南”的分辨率，和KH-12“迷蒙”一同在地球同步轨道进行间谍任务。
说不定再过几年，你在用爪机打字的时候，还没发出去就被卫星先拍到了。。不寒而栗。
一更 关于人脸识别
题主在问题描述中加问：是否能看清人脸。
首先让我们看看识别面部特征并成功识别人脸所需的绝对最低分辨率是多少。 根据我看过的文献，要做到这一点，我们需要将人脸解析为至少40x40像素的分辨率。 因此，如果我们说一个成年人的平均脸宽为20厘米，那么我们应该达到约5毫米/象素的级别。 在有些极低的LEO轨道上(例如在高度椭圆的Molniya轨道近地点)，距地球表面200 km，这使我们所需的角分辨率为0.006arc，这次不用瑞利，换用道式极限来算，我们可以计算理论上的最小望远镜孔径：
=11.6/R= 11.6/0.006= 1900cm
也就是最小直径约为20米的望远镜。 上面说的MOIRE卫星正是20米直径。当然，这里没有乘经验数，虽然在技术上大概率是可行的，前提是被识别的人要在卫星经过时仰着头。。。。但另一方面，如果这是军事间谍卫星，那它将很容易被发现，这是军事力量所不想看到的。那还不如搞个飞艇或无人机，又便宜又好用。
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