从几百公里高空俯瞰地球,遥感这只“天眼”能洞察什么?是戈壁之下的黄金矿藏,还是深埋地下的文明遗迹?在自然灾害面前,它能否精准定位生命信号,架起救援的桥梁?《大先生》第四季第三期,有幸邀请到了遥感与数字地球科学家、中国科学院院士、可持续发展大数据国际研究中心主任郭华东院士,他将带领我们领略遥感的神奇之处。
聆听一场报告,坚定遥感志业
“如果没有去听他的报告,也许我学的就是另外一个专业。”
1977年7月,科学院的一张报告门票,为郭华东院士打开了新世界的大门。主讲人是被誉为“中国遥感之父”的陈述彭先生。尽管彼时的郭华东已接触过“遥感”,但这场报告让他意识到自己对此仍缺乏系统认知。于是,当得知陈述彭先生招收研究生时,他毫不犹豫地报考,并于1978年如愿成为其门下学生,那张门票也成为了郭华东院士走向未来的通行证。
陈述彭先生胸怀广阔、与人为善的人格魅力深深感染着郭华东院士,那句“要做海绵,不要做钢球”的谆谆教诲,成为了警醒他的人生格言。而通过持续的学习与实践,郭华东逐渐成长为遥感研究领域年轻一代的主力,并开始发光发热。
20世纪80年代,中国经济快速发展,对矿产资源的需求激增,但新疆等西北地区的矿产储量不明,成为经济持续发展的瓶颈。1985年,国家 “七五” 重大科技攻关项目 “305” 项目启动,核心任务是 “加速查明新疆矿产资源”。
新疆找矿,见证遥感价值与数据困境
此时刚从国外学成归来的郭华东院士,提出了一个大胆设想:用遥感技术找矿。这个想法在当时遭到许多传统地质学家的反对和强烈质疑,但郭华东有自己的底气:“我是地质专业,又学习了遥感,利用遥感找矿应该是我拿手的。“
于是在拿到项目后,郭华东院士毅然带领7个研究所的46位专家奔赴阿勒泰,脚踩地质鞋,在12万平方公里的广阔区域里开启了寻矿之旅。用五年时间,总结出“遥感找矿三部曲”——第一步‘遥感空间定位’,先通过遥感卫星采集处理12万平方公里数据,锁定大范围,再用航空遥感系统进一步缩小范围,排除沙漠、村庄农田等无矿潜力区域;第二步“遥感化探定性”,采集岩石样本分析金、银、铜等元素,筛选成矿潜力区;第三步“遥感工程定量”,通过开挖探槽验证,精准测算矿藏储量。
最终,团队在阿勒泰发现292条石英脉,其中46条为金矿脉,探明恰奔布拉克金矿18.8吨工业储量及70吨远景储量,使哈巴河县成为北疆“黄金万两县”之一。此次找矿成功,验证了遥感服务国家战略的巨大价值。
但找矿过程中经历的困境,也让郭华东院士耿耿于怀:“当时我们没有自己的遥感卫星,所有数据都要从欧洲购买。别人先用数据做研究,等轮到我们,人家的论文都快发表了。”——没有自己的数据,遥感技术再先进,也像被捆住了手脚。于是拥有自己的遥感卫星地面站,拿到大量可为我们所用的遥感数据,便成为摆在郭华东这些遥感科学家们面前最急待解决的问题。
中国遥感卫星地面站成功建设,实现数据自立
1978年,邓小平同志在引进地面站的报告上批示:‘建议同意报告,不必谈了’。这笃定的语气,为此后中国遥感事业的发展指明了新的方向。1986年12月,由邓小平同志题名的中国遥感卫星地面站在北京建成并运行。
几十年过去,地面站即将迎来四十周年,郭华东院士不由得感叹道:“中国遥感地面站经历了一个历史性的转变。”——从只有密云站,到新疆喀什、海南三亚、云南丽江、黑龙江漠河的建成,组成了一张密集的大网,覆盖全国及亚洲70%陆地区域,让中国遥感数据接收能力实现了从零到世界前列的快速突破。
而有了自主的数据支撑后,中国遥感技术开始在更广阔的领域发挥作用。2008年5月12日,地震发生两分钟后,郭华东立即组织团队开展遥感监测。“当时通讯全断,道路塌方,救援队伍根本不知道灾区内部的情况——遥感成了唯一能‘看见’灾区的眼睛。”
航空遥感飞机每天以近10小时的极限时长飞行勘察;团队成员通宵达旦处理影像,制作灾区全景图和重点区域高精度图像。某天深夜,一位值班研究员在海量影像中发现一个绿豆大小的异常——放大数倍后,“SOS700” 六个红色字符赫然出现。收到消息的郭华东立即上报决策部门,救援队伍连夜赶赴现场,最终成功救出被困在小学屋顶的700名村民。
“如果没有遥感,这些村民就算喊破嗓子,也没人知道他们的位置。” 此后,郭华东院士主编了《汶川地震遥感灾害图集》,为中国遥感在今后防灾减灾的应用中,提供了战略参考。
从数字地球到可持续卫星,服务全球发展
如今随着遥感技术的成熟,郭华东的视野投向了更宏大的命题——如何用遥感技术守护整个地球。90年代,他推动中国数字地球研究,主持研制完成 “数字地球原型系统”,探索大数据与遥感技术的结合;2015年联合国提出《2030 年可持续发展议程》后,他带领团队主动承担零饥饿、清洁饮水、可持续城市和社区等6项任务,推动遥感技术服务全球发展。
2021年,可持续发展大数据国际研究中心在北京成立,这是全球首个用大数据服务联合国可持续发展目标的国际机构;同年11月,全球首颗服务该议程的卫星——可持续发展科学卫星1号发射升空。
“这颗卫星是研究人类活动痕迹的精细监测。” 郭华东调出可持续发展科学卫星1号发回的首组影像:北京中轴线上的鸟巢、水立方清晰可辨,亮马河的灯光在夜色中勾勒出城市脉络。他自豪地说“现在已有106个国家在使用我们的数据。”
谈及三十年后遥感的发展方向,郭华东院士认为会是星球之间的互相观测。他与曾担任《流浪星球》科学顾问的魏红祥先生一样,反对影片里‘炸月球’的设想,并坚定地认为,一定要做月球的捍卫者!将来如果能够把月球开发出来,作为一个月基观测平台来观测陆地,将是空间遥感一个崭新的研究方向。
更多精彩内容,9月16日21:09分,锁定《大先生》第四季第三期,走进郭华东院士的“遥感人生”。
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