大先生丨郭华东院士:地球苍穹的守望者
从几百公里的高空俯瞰地球,遥感这只“天眼”究竟能洞察到什么?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,搭建起救援的桥梁?《大先生》第四季第三期,有幸邀请到中国科学院院士、遥感与数字地球科学家、可持续发展大数据国际研究中心主任郭华东,他将带领我们领略遥感的神奇之处。

聆听一场报告
坚定遥感志向
“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。尽管那时的郭华东已接触过“遥感”,但这场报告让他意识到自己对其缺乏系统认知。于是,得知陈述彭先生招收研究生时,他果断报考,并于1978年成为其门下学生,那张门票也成了郭华东走向未来的通行证。

陈述彭先生胸怀宽广、与人为善的人格魅力深深影响着郭华东,“要做海绵,不要做钢球”的教诲成了他的人生格言。通过不断学习与实践,郭华东逐渐成为遥感研究领域年轻一代的主力,开始崭露头角。
20世纪80年代,中国经济快速发展,对矿产资源的需求大增,可新疆等西北地区的矿产储量不明,成了经济持续发展的阻碍。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
发现遥感价值与数据困境
刚从国外学成归来的郭华东提出用遥感技术找矿的设想,这在当时遭到许多传统地质学家的反对和质疑,但他有自己的信心:“我是地质专业,又学了遥感,利用遥感找矿是我的专长。”
项目启动后,郭华东带领7个研究所的46位专家前往阿勒泰,开启寻矿之旅。他们用五年时间总结出“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,再用航空遥感系统缩小范围,排除无矿潜力区域;第二步“遥感化探定性”,采集岩石样本分析元素,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,让哈巴河县成为北疆“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。
但找矿过程中的困境让郭华东难忘:“当时我们没有自己的遥感卫星,所有数据都从欧洲购买。别人先用数据研究,等我们拿到时,人家论文都快发表了。”没有自己的数据,遥感技术再先进也受限。因此,拥有自己的遥感卫星地面站,获取可用的遥感数据,成了遥感科学家们亟待解决的问题。

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。”这为中国遥感事业发展指明了方向。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。
如今,地面站即将迎来四十周年,郭华东感慨:“中国遥感地面站经历了历史性转变。”从只有密云站,到新疆喀什、海南三亚、云南丽江、黑龙江漠河地面站建成,形成密集网络,覆盖全国及亚洲70%的陆地区域,让中国遥感数据接收能力从无到有,跻身世界前列。

有了自主数据支撑,中国遥感技术在更多领域发挥作用。2008年5月12日,地震发生两分钟后,郭华东接到中央命令,组织团队开展遥感监测。“当时通信中断,道路塌方,救援队伍不了解灾区情况——遥感成了唯一能‘看见’灾区的眼睛。”
航空遥感飞机每天近10小时极限飞行勘察;团队成员通宵处理影像,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绿豆大小的异常,放大后“ SOS700” 六个红色字符显现。郭华东立即上报,救援队伍连夜赶赴现场,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,郭华东主编了《汶川地震遥感灾害图集》,为中国遥感在防灾减灾方面的应用提供了参考。

从数字地球到可持续卫星
服务全球发展
随着遥感技术成熟,郭华东将目光投向更宏大的命题——如何用遥感技术守护地球。20世纪90年代,他推动中国数字地球研究,主持研制“数字地球原型系统”,探索大数据与遥感技术结合;2015年联合国提出《2030年可持续发展议程》后,他带领团队承担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。

“这颗卫星能精细监测人类活动痕迹。”郭华东调出卫星发回的首组影像,北京中轴线上的鸟巢、水立方清晰可见,亮马河的灯光勾勒出城市脉络。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,郭华东认为会是星球之间的互相观测。他和《流浪星球》科学顾问魏红祥一样,反对影片里“炸月球”的设想,认为要做月球的捍卫者。将来若能把月球开发成月基观测平台来观测陆地,将是空间遥感的新研究方向。

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