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观地震于微末,传薪火于书简——地震遥感监测出版纪事

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大地震的准确预报至今仍是世界性难题,但震后遥感监测技术的应用, 也就是地震监测“拍照”, 为救灾工作提供了及时有效的信息支撑,有力保障了72小时黄金救援时间的科学调度。作为一名地学编辑,我将从图书出版的角度,回顾这一领域在求实创新道路上的发展历程。

一、遥感发展趋势:政策引领与技术突破

二十届四中全会通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》,学习出版社出版了《党的二十届四中全会 <建议> 学习辅导百问》,解读中提到与遥感密切相关的内容:

  • 航空航天:推进星座组网、可重复使用火箭、低空智能交通“三条主线”,布局卫星互联网与6G空天地一体化网络。

  • 深入推进数字中国建设未来网络与6G的空天地海一体化网络、算力互联网,构建“泛在互联”基础设施,支撑工业互联网、车联网、能源互联网等实时控制场景。

解读中“提高防灾减灾救灾能力”部分,提出“完善灾害预警响应机制。实践表明精准预警预报、提前转移避险是降低人员伤亡的有效方法。要提高灾害监测能力,建设空、天、地一体化的自然灾害监测系统,提高灾害预警能力。”遥感监测即航空航天监测,配合地面监测。

大地震应急响应:天空地一体化监测技术

ISBN 978-7-03-082256-7

张立福 等著

北京:科学出版社,2025. 09

恰逢此时科学出版社推出了新书《大地震应急响应:天空地一体化监测技术》,这是十四五国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”专项“星机地协同的大地震灾后灾情快速调查关键技术研究”的成果总结。该书作为国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”专项“星机地协同的大地震灾后灾情快速调查关键技术研究”的成果总结,凝聚了项目团队的集体智慧,是我国首部系统阐述天空地协同监测技术应用于地震救援的学术专著。

二、遥感应用与MDD数据格式的提出

我国在遥感卫星数量上已位居国际前列,但在数据应用层面仍存在一定滞后,特别是经过校准处理的遥感产品尚难以完全满足行业需求。遥感不仅是发射卫星,更重要的是将卫星数据转化为有效信息,服务于生产生活与社会发展。

遥感数据具有时间、空间与辐射三大属性,本质上是由时空与辐射信息构成的多维数据。然而,长期以来,遥感数据存储格式缺乏对时间维信息的统一组织与管理,限制了其在地震等应急场景中的高效应用。

在新书《大地震应急响应:天空地一体化监测技术》中,首次提出了Multi-Dimensional Data(MDD)遥感数据格式,系统解决了遥感数据在地震救援中的组织管理难题。该书作为国家重点研发计划“重大自然灾害监测预警与防范”专项“星机地协同的大地震灾后灾情快速调查关键技术研究”的成果总结,凝聚了项目团队的集体智慧,是我国首部系统阐述天空地协同监测技术应用于地震救援的学术专著。MDD格式的引入,实现了从三维到四维的数据跨越,为灾后72小时黄金救援期的快速响应与科学决策提供了关键技术支撑。


MDD多维数据格式

来自Zhang L., Zhang S., Rehman A., et al. (2025). A revolutionary Multi-Dimensional Data format for remote sensing. The Innovation 6:100950.

三、遥感地震监测的起源:唐山大地震的求实探索

唐山大地震后,陈述彭、童庆禧等学者率先提出开展遥感监测的设想。童庆禧与薛永祺两位科学家从沙河机场出发,组织实施了中国第一次震后遥感监测任务,实现从现象到机理的求实探索。

诗意科探 九秩华年

——童庆禧院士遥感从研六十年

ISBN 978-7-03-079382-9

本书编委会

北京:科学出版社,2024. 09

2024出版的《诗意科探 九秩华年——童庆禧院士遥感从研六十年》一书是对童院士从事遥感工作六十年的阶段性总结,也为中国遥感科技发展史研究提供了一份珍贵的历史文献。在本书中,有关唐山大地震遥感监测的这段历史被详细记录:

1976年中国经历了唐山大地震的巨大灾难,这一年又是对我国发展遥感技术十分关键的一年。1976年4月,中国科学院地理研究所派出童庆禧和魏成阶,参加了中国第一个遥感技术考察团应邀赴墨西哥考察,考察团团长由上海技术物理研究所匡定波担任,成员有童庆禧、魏成阶等,这是第一个以“遥感”正式命名的出访代表团。访问回来不久,1976年7月27日唐山大地震发生。地理所的科研人员立即投入抗震救灾,以陈述彭为首组成的唐山地震震灾航空调查与制图工作组,在很短的时间内利用航空像片和卫星影像完成并向抗震救灾部门提交了1:50万《京津唐地区卫星影像图》、《京津唐地区断裂构造卫星图像判读分析图》以及《京津唐地区活动断裂分析图》等地震遥感调查和分析成果。

唐山地震后,陈述彭、童庆禧等提出开展地震区域红外遥感研究的倡议,得到了中国科学院、国家地震局的重视。该研究由中国科学院地理研究所与上海技术物理研究所共同承担,地理研究所负责实验的组织工作以及相应的地面测试和调查,上海技术物理研究所负责保障航空红外扫描仪及飞行数据获取。飞机于1976年9月25日以沙河机场为基地,在京、津、唐地区进行了多架次以夜航为主的遥感飞行。

第一次在地震后的唐山地区获得了大量的热红外遥感数据,通过大量航空相片结合地面调查解译完成的“京津唐地区红外遥感活动断裂构造分析”报告中,这些红外遥感数据起到了参考作用,初步彰显了航空遥感技术在灾害监测与调查方面的应用潜力。


遥感探山海——薛永祺先生学术成长记

ISBN 978-7-03-071190-8

薛永祺学术成长资料采集组 编著

北京:科学出版社,2022.01

提到这本书不得不说另一本书——当时编委会让我做执行编辑时送给我的《遥感探山海——薛永祺先生学术成长记》——该书以翔实的史料如实地反映了薛永祺先生所从事的航空遥感技术的发展历程。其中更详细地记录了唐山大地震现场观测中童庆禧和薛永祺二人的合作,书中这样写道:

1976年7月,位列20世纪世界地震史死亡人数第二的唐山特大地震发生后,中科院地质遥感专家接受任务对唐山地震的特点做分析,童庆禧再次受命组织队伍开展探查。地质力学专家解释地震是由于地壳运动、地球引力的释放造成的。由此出发,童庆想到这中间有两个非常重要的特点跟遥感有很大的关联,分别是热和光。此外,在所有被描述的现象中,有一种现象引起了他的特别关注,即地震发生时出现的一种蓝色的地光,据报道这种蓝光闪过以后有些人的身上有灼伤。针对这个现象及效应,遥感界的老前辈陈述彭先生分析这种蓝光很可能就是地热,所谓的地光是由于板块挤压以后产生的光电现象。他随即提出可以将红外遥感作为获取更多信息、解释某些现象的重要工具和手段。

地震后地热能量已经基本释放了,但当时得到的地热影响表明,仍在释放预热的断裂带还是能够成像的,所以童庆禧希望第一时间去灾区调查,而且马上想到了薛永祺,此事非他不可,立刻联系薛永祺,请他带一个小组携红外遥感仪器赶到北京沙河机场乘飞机对唐山地区进行遥感探测。他们在沙河机场至少待了两周,薛永琪全权负责整项飞行遥感探测、亲自上飞机保障技术设备的正常运行,常常是飞机飞回后第一时间就把红外影像数据提供给地理所的遥感分析组。

唐山大地震现场观测,包括数据的分析、信息的采集,是童庆禧、薛永祺二人实质性合作的开端,也是二人在红外遥感数据采集分析方面的首次合作,这次合作将航空遥感首次运用到地震震后的探测。自此以后,他们的合作就一发而不可收拾。

四、薪火相传再创佳绩:遥感数据存储的创新

《遥感探山海——薛永祺先生学术成长记》封面图片中“求实创新 合作守信”巨石刻字在薛永祺院士身后清晰可见。这八字是中国科学院技术物理研究所的所训,由薛院士的老师匡定波院士任所长时提出。自童庆禧、薛永祺唐山地震遥感首次合作之后,他们的合作一直持续至今,已近50年,成为了科学合作的一段佳话,可谓是践行“求实创新 合作守信”所训精神最佳见证。童庆禧等老一辈科学家高瞻远瞩,开创了中国高光谱遥感这一学科,实现了遥感技术的大飞跃。

如今,张立福等学者继承了童庆禧院士与薛永祺院士的学术衣钵,立足已有基础上在基金项目支持15年后实现了遥感数据存储的创新,突破遥感时空谱数据统一存储瓶颈,构建了时空谱多维协同存储结构,破解时序分析困境,这是时空智能背景下的重要成果。在其新著《大地震应急响应:天空地一体化监测技术》出版后,童庆禧院士和薛永祺院士两位前辈也通过视频分享了他们的感想与寄语。让我们一同聆听吧。

本文作者:朱海燕,编审 ,在 科学出版社 长期从事地学图书策划编辑工作 。


(本文编辑: 刘四旦 )

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