從幾百公里高空俯瞰地球,遙感這只“天眼”能洞察什么?是戈壁之下的黃金礦藏,還是深埋地下的文明遺跡?在自然災害面前,它能否精準定位生命信號,架起救援的橋梁?《大先生》第四季第三期,有幸邀請到了遙感與數字地球科學家、中國科學院院士、可持續發展大數據國際研究中心主任郭華東院士,他將帶領我們領略遙感的神奇之處。
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聆聽一場報告,堅定遙感志業
“如果沒有去聽他的報告,也許我學的就是另外一個專業。”
1977年7月,科學院的一張報告門票,為郭華東院士打開了新世界的大門。主講人是被譽為“中國遙感之父”的陳述彭先生。盡管彼時的郭華東已接觸過“遙感”,但這場報告讓他意識到自己對此仍缺乏系統認知。于是,當得知陳述彭先生招收研究生時,他毫不猶豫地報考,并于1978年如愿成為其門下學生,那張門票也成為了郭華東院士走向未來的通行證。
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陳述彭先生胸懷廣闊、與人為善的人格魅力深深感染著郭華東院士,那句“要做海綿,不要做鋼球”的諄諄教誨,成為了警醒他的人生格言。而通過持續的學習與實踐,郭華東逐漸成長為遙感研究領域年輕一代的主力,并開始發光發熱。
20世紀80年代,中國經濟快速發展,對礦產資源的需求激增,但新疆等西北地區的礦產儲量不明,成為經濟持續發展的瓶頸。1985年,國家 “七五” 重大科技攻關項目 “305” 項目啟動,核心任務是 “加速查明新疆礦產資源”。
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新疆找礦,見證遙感價值與數據困境
此時剛從國外學成歸來的郭華東院士,提出了一個大膽設想:用遙感技術找礦。這個想法在當時遭到許多傳統地質學家的反對和強烈質疑,但郭華東有自己的底氣:“我是地質專業,又學習了遙感,利用遙感找礦應該是我拿手的。“
于是在拿到項目后,郭華東院士毅然帶領7個研究所的46位專家奔赴阿勒泰,腳踩地質鞋,在12萬平方公里的廣闊區域里開啟了尋礦之旅。用五年時間,總結出“遙感找礦三部曲”——第一步‘遙感空間定位’,先通過遙感衛星采集處理12萬平方公里數據,鎖定大范圍,再用航空遙感系統進一步縮小范圍,排除沙漠、村莊農田等無礦潛力區域;第二步“遙感化探定性”,采集巖石樣本分析金、銀、銅等元素,篩選成礦潛力區;第三步“遙感工程定量”,通過開挖探槽驗證,精準測算礦藏儲量。
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最終,團隊在阿勒泰發現292條石英脈,其中46條為金礦脈,探明恰奔布拉克金礦18.8噸工業儲量及70噸遠景儲量,使哈巴河縣成為北疆“黃金萬兩縣”之一。此次找礦成功,驗證了遙感服務國家戰略的巨大價值。
但找礦過程中經歷的困境,也讓郭華東院士耿耿于懷:“當時我們沒有自己的遙感衛星,所有數據都要從歐洲購買。別人先用數據做研究,等輪到我們,人家的論文都快發表了。”——沒有自己的數據,遙感技術再先進,也像被捆住了手腳。于是擁有自己的遙感衛星地面站,拿到大量可為我們所用的遙感數據,便成為擺在郭華東這些遙感科學家們面前最急待解決的問題。
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中國遙感衛星地面站成功建設,實現數據自立
1978年,鄧小平同志在引進地面站的報告上批示:‘建議同意報告,不必談了’。這篤定的語氣,為此后中國遙感事業的發展指明了新的方向。1986年12月,由鄧小平同志題名的中國遙感衛星地面站在北京建成并運行。
幾十年過去,地面站即將迎來四十周年,郭華東院士不由得感嘆道:“中國遙感地面站經歷了一個歷史性的轉變。”——從只有密云站,到新疆喀什、海南三亞、云南麗江、黑龍江漠河的建成,組成了一張密集的大網,覆蓋全國及亞洲70%陸地區域,讓中國遙感數據接收能力實現了從零到世界前列的快速突破。
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而有了自主的數據支撐后,中國遙感技術開始在更廣闊的領域發揮作用。2008年5月12日,地震發生兩分鐘后,郭華東立即組織團隊開展遙感監測。“當時通訊全斷,道路塌方,救援隊伍根本不知道災區內部的情況——遙感成了唯一能‘看見’災區的眼睛。”
航空遙感飛機每天以近10小時的極限時長飛行勘察;團隊成員通宵達旦處理影像,制作災區全景圖和重點區域高精度圖像。某天深夜,一位值班研究員在海量影像中發現一個綠豆大小的異常——放大數倍后,“SOS700” 六個紅色字符赫然出現。收到消息的郭華東立即上報決策部門,救援隊伍連夜趕赴現場,最終成功救出被困在小學屋頂的700名村民。
“如果沒有遙感,這些村民就算喊破嗓子,也沒人知道他們的位置。” 此后,郭華東院士主編了《汶川地震遙感災害圖集》,為中國遙感在今后防災減災的應用中,提供了戰略參考。
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從數字地球到可持續衛星,服務全球發展
如今隨著遙感技術的成熟,郭華東的視野投向了更宏大的命題——如何用遙感技術守護整個地球。90年代,他推動中國數字地球研究,主持研制完成 “數字地球原型系統”,探索大數據與遙感技術的結合;2015年聯合國提出《2030 年可持續發展議程》后,他帶領團隊主動承擔零饑餓、清潔飲水、可持續城市和社區等6項任務,推動遙感技術服務全球發展。
2021年,可持續發展大數據國際研究中心在北京成立,這是全球首個用大數據服務聯合國可持續發展目標的國際機構;同年11月,全球首顆服務該議程的衛星——可持續發展科學衛星1號發射升空。
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“這顆衛星是研究人類活動痕跡的精細監測。” 郭華東調出可持續發展科學衛星1號發回的首組影像:北京中軸線上的鳥巢、水立方清晰可辨,亮馬河的燈光在夜色中勾勒出城市脈絡。他自豪地說“現在已有106個國家在使用我們的數據。”
談及三十年后遙感的發展方向,郭華東院士認為會是星球之間的互相觀測。他與曾擔任《流浪星球》科學顧問的魏紅祥先生一樣,反對影片里‘炸月球’的設想,并堅定地認為,一定要做月球的捍衛者!將來如果能夠把月球開發出來,作為一個月基觀測平臺來觀測陸地,將是空間遙感一個嶄新的研究方向。
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更多精彩內容,9月16日21:09分,鎖定《大先生》第四季第三期,走進郭華東院士的“遙感人生”。
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