汶川地震发生后,中国科学院迅速反应,动员所属各单位集成已有知识积累,发挥跨所跨学科协作精神,参与抗震救灾。中科院相关研究所日夜奋战、群策群力,为抗震救灾提供科技支撑。
中科院的两架遥感飞机和相关研究人员是最早赶到救灾前线的中科院团队之一。该集体向国务院和相关部门报送了大量高分辨率的光学和雷达图像,为抗震救灾工作提供了咨询服务和决策依据。
在他们身上,我们看到了那些在这场举国之殇中自强不息、创新为民的科技人员的精神与风骨。

机舱内部科研人员正在核对数据。
席地讨论工作
5月20日凌晨1时左右,在离重庆江北国际机场不远的重庆消防培训中心,女服务员敲响了每间客房,劝说大家去培训中心后边的操场过夜,预报有地震来袭。
一支海军飞行中队,共19人,由曹副政委带队,在操场度过了一夜。这支海军飞行中队自5月14日起驻入培训中心,为投入抗震救灾的中国科学院的两架遥感飞机提供飞行支持。
凌晨3点,一群科研人员也被带到了操场过夜。住在这里的科研人员来自两个领域,一队是中科院电子所的25个年轻人,他们是做雷达遥感监测的;一队来自中科院对地观测与数字地球科学中心,7人,任务是对地震灾区分别进行高分辨率的光学监测。他们是中科院航空遥感地震灾情监测与评估工作组的一线人员。
这三组人马的联合行动,是为了得到及时、详细的光学遥感和雷达遥感监测数据,以使国家最大限度地减轻地震损失,防止次生灾害。
同一时刻,在北京对地观测与数字地球科学中心的办公楼内,许多研究人员也没有休息,他们聚集在一间大办公室内,正在全神贯注地接收、处理地震灾区的遥感数据,把一幅幅清晰的遥感影像送递给抗震救灾的有关部门和灾区前线。
5月12日14时28分,四川汶川发生里氏8.0级强烈地震。5月13日清晨,中科院航空遥感地震灾情监测与评估工作组成立,自此以后,无论是北京总部还是重庆一线人员的工作状况,都进入了非常态,无论从哪个时间点说起他们的工作流程都一样,因为他们处于同一状态:紧张,忙碌,有序。
5月19日,24小时连轴转
5月19日,这是一个有意义的日子。中科院的两架遥感飞机在5月19日20时30分顺利完成了22个架次的飞行任务,飞行面积覆盖了整个重灾区域。
经过6天6夜的紧张奋战,这两架遥感飞机飞过了北川、汶川、都江堰、绵阳、绵竹、茂县等所有重灾区域上空,在第一时间拿到了灾区的遥感监测数据。
清晨6时20分,对地观测与数字地球科学中心工程师张占杰来到光学遥感临时工作间,他是这次行动的协调人员,他来拿记录昨天飞行监测数据的硬盘,这些监测数据必须要通过最早一班航班送回北京。
两名工作人员正在紧急处理昨天下午的飞行数据,人和电脑都已经工作了一夜,他们的卧室就是工作间,困了就上床眯一会儿,这几天他们都是这样轮班熬下来的。
负责光学遥感数据处理工作的是高级工程师左正立,昨晚12点多他躺下了,但是3点起来查看时,发现处理的数据有问题,这样的事情几乎每天都会发生,各种软件或系统总会发生这样那样的故障。他和助手徐喜赶紧检查系统,所以到今晨6点半,他们的数据没有按时拿出来,乐观地估计在7点能得到数据。
还要等20多分钟,这点儿时间够张占杰去一楼吃早餐了,但是他显然心里有点发急,他坐在床边开始抽烟,一言不发,就那么等着。因为家里(北京总部)也很着急。
庆幸的是,接下来的工作很顺利。6时47分,徐喜将硬盘递给张占杰,他拿张报纸一裹,做好标记,立即赶奔机场。
7点10分到达机场二楼时,中科院电子所科技处项目主管张哲迎过来,他已经把微波遥感的数据盘送给了机场的地勤人员,由他们再把数据盘送上当日班机,数据盘只能交给两个人保管,机长或者乘务长。
把数据盘交代清楚后,赶在7点半之前,张占杰还要带着记者办一张临时通行证,持有这张证件才能进入停机坪。他昨天下午已经和机场安保负责人说好了。
由于这个特殊时段,重庆机场几乎是继成都双流机场之后,陡然间最忙的地方了,许多进入灾区的物资和人员也从这里转场。机场的很多工作人员几乎24小时随叫随到。
临时证件很快办妥。但是程序相当严格,除了拍照、记录证件以外,张占杰还不得不签了一份担保文件。因此他更紧张了,时刻提醒大家保管好证件。
7时30分,记者跟随19人的飞行中队和几位科研人员经过安检进入重庆机场的停机坪,自14日以来这一套程序他们已经很熟悉了。
在停机坪上,除了普通客机外,两架体型较小的中科院1号、2号遥感飞机面对面,静静地在等待这支队伍。人们迅速地进入飞前准备工作,加油、输入飞行航线数据等。
两组设计航线的科研人员和机长坐在飞机旁边的地上,作最后的飞行航线交流。上午的航线是昨晚制定的。科研人员在制定飞行航线时,是以震中为中心,辐射所有有民居的地带,同时特别关注灾区内的河流、水坝等易于产生地质灾害的地段。
左正立说:“河流、水坝在震后,更容易引起次生灾害,所以是我们这次的重点监测对象。”
因为昨天的一个地段的飞行数据不够清晰,今天还要重复飞行那个地段。尽管如此,如果今天一天的航线不出意外的话,重灾区的航拍图和雷达监测就能全部得到了。
8时30分,两架遥感飞机先后得到了起飞信号。飞机能容纳7人,但因为要安放科研仪器设备,所以经过改装之后,内部的空间更为狭小,每架飞机上的科研人员只有两、三位,各自坐在一个小板凳上,操控身旁的机器。个头大点的人坐在机舱里,根本舒展不开。工程师邱文在上飞机前,不失时机地跑动了几步,对于他的身高,即使坐在小凳上,也不可能直起腰来。
飞行5个小时后,飞机将回来加油,并且送回上午的遥感监测数据。邱文他们那时可以下飞机走动走动,吃上一份快餐。
14时30分,2号遥感飞机按时起飞,这是今天的第二个架次。由于担当的是雷达遥感监测任务,飞机基本不受天气、高度的影响,所以它向机场要了1万米以上的飞行高度。
它的“兄弟”,1号遥感飞机在早晨和它一样完成了这一天的第一个架次飞行后,也在13时30分左右到达重庆机场,加油、检查等日常工作在1个小时内完成。它承载的设备是遥感光学监测仪器,因此飞行高度低一些,才能够得到更为清晰的数字图像。
1号遥感飞机向机场申请的高度是7000米,这个高度使它遇到了麻烦,不能像以往那样准时在14时30分起飞。因为在那个高度已经有飞机在执行任务。
当人们的注意力放在何时能够把通往灾区的路都打通时,四川灾区的上空却非常繁忙,空中航道异常拥挤。除了运送物资、人员的飞机,为了科学监测的飞行队伍也很壮观。这支被誉为“空中科考队”的队伍活跃在6000米以上的空域。
中科院1号遥感飞机还在停机坪上等待,科研人员和机组人员站在午后烫热的地面上,迎着阳光焦急地不断看表。
已经有人把上午的飞行数据送回住处。前方的科研人员24小时不间断处理航飞后的数据,每天向中科院抗震救灾小组传输约为14T的数据量(1T为1000G)。根据这些数据,专家们已经绘制出大量的高清晰度的图像,为抗震救灾提供了至关重要的地理信息支持。
又过了约30分钟的时间,1号遥感飞机终于获得了起飞的信号。
遥望着1号遥感飞机平稳地滑出跑道,渐飞渐远,科研人员、地勤人员还有记者都为它松了一口气。
再见到机组人员和科研人员是晚上8点50分,他们将第二个架次的飞行数据带回来了。今晚他们特别高兴,因为两架遥感飞机终于在飞行总时间达115小时后,航线覆盖了整个重灾区,这意味着现在至少重灾区的真实情况已经可以通过图像清晰、全面地显示出来。
中国科学院汶川地震灾害遥感监测与灾情评估工作组组长郭华东19日对媒体说:“下一步,我们在面积上要扩大飞行,在灾害比较严重的地方飞一次是不可以的,要进行动态监测;同时有的地方需要进行更高分辨率、更细的数据。”
5月13日,一夜无眠
如果让时间倒退,一天一天地重放,他们的生活和工作都是19日的状态。于是我们跳过这期间的5个昼夜……
这是灾难发生后的第二天,记录中科院快速反应支持抗震救灾工作。
同往常不一样,李飞还没有到办公室,就接到了通知开会的电话。中科院对地观测与数字地球科学中心和中科院电子所基本是在上午同一时间召开临时会议,紧急部署遥感抗震救灾。由对地观测与数字地球科学中心牵头成立了中科院航空遥感地震灾情监测与评估工作组。
接受采访的工作人员对当天的事情已经模糊了,只说那一天连抬头的时间都没有。
被通知到的人员立即投入到各种准备工作,同时还要联系各个方面。作为电子所航天微波遥感系统部副主任的李飞责无旁贷,自11时左右会议结束后,其后的40多个小时,他没有合过眼。
前方、后方的工作人员很快确定下来。这些人员在得到通知后,开始分头准备科研仪器设备。两架飞机的执行飞行任务还是有很多的后勤保障问题,包括遥感器的装载问题。一架是光学遥感器,一架是雷达遥感器。需要准备的东西实在太多,仅雷达遥感的地面工作站的设备就重达半吨多。
对地观测与数字地球科学中心的6楼腾出一间大办公室,作为指挥中心,一线所有的数据将传送到这里,由专家们商讨解读。
海军也紧急调遣飞行人员。晚上飞机进入起飞前的各项检查中。科研人员将遥感设备安装上飞机,做了各种调试。
数据处理系统装箱、打包,运往机场。由于很多元器件非常敏感,经过与首都机场协调后,机场对这批设备按救灾物品优先处理,并且作为易碎品对待。
时间紧迫,事务繁杂,还没有人注意,天又亮了。
5月14日,空中一天
清晨7时,李飞和另外一位副主任赵凤军开始了这一天的“非常之旅”。
他们和海军飞行中队的人员一起搭乘两架遥感飞机飞往重庆机场,由于设备和随机人员较多,飞机又小,经过3个多小时的飞行,接近11时,这两架飞机才降落重庆机场,普通的民航客机从首都到重庆机场仅需2个多小时。
李飞的首要任务是立即和机场方面沟通。书卷气很浓、身材纤瘦的李飞,并不是一个善于表达的科研人员,但是,“效率十分高,机场很支持和配合,也就用了30来分钟,就已经全部协调妥当。”
这一天,重庆下着雨,连绵不断。因为雷达数据有穿透云雾、不受云雨影响的优势。2号遥感飞机的目标正是雷达图像,它具有全天候全天时快速获取大面积灾情数据的能力。在中午13时,李飞和赵凤军再次登上了2号遥感飞机逼仄的机舱,这次,他们要从这里飞往灾区。
当2号遥感飞机在跑道上滑行时,第二批科研人员乘坐的民航客机到达了。他们主要负责地面数据处理系统,几十台设备随着他们一起运达。
雷达遥感组的科研人员来得多,宾馆的第7会议室被辟为一间大工作室。重庆市科委特别为这间会议室开了一个FTP专线,这样每天的任一时刻都可以将遥感监测数据源源不断地传回北京,弥补了民航“绿色通道”的不足。
18时,地面工作站基本装配完成。这时李飞和他的伙伴带着珍贵的监测数据飞回来了。把数据交给地面处理人员,人和飞机作了1小时的休整和补充,19时,在暗夜的雨中,他们再次飞向灾区。
拿到第一批数据的兴奋,很快就被地面处理系统给打消了。项目主管张哲说:“很不顺利。由于四川多山,地面落差大,此前的系统没有经历过这样的考验,大家只能赶紧想办法调整。”
晚上12时,2号遥感飞机返航重庆机场,飞机也闹起了别扭,机组人员不得不连夜抢修飞机。当曹副政委见到记者时说:“你来晚了,最忙和最糟的时候是头两天。”
现在,每一个现场人员都可以满意地说:“14日遥感飞机克服各种困难完成了2个架次的雷达航空作业。现场作业组迅速进行数据回放和初级处理,部分快视和纠正数据于15日子夜送达北京。”
北京总部60多名遥感、地理等领域的专家挑灯夜战,对数据进行加工处理,在15日上午制出分辨率为0.5米的图像,并在第一时间送交国务院,为抗灾决策发挥了关键作用。
尽管13、14日天气都不好,但是科研人员充分发挥了雷达数据的特点,在第一时间拿到雷达数据。李飞和机组人员应该很自豪,他们这一天的飞行还创下了两个纪录:遥感飞机首次在灾区执行任务;一天飞行13小时44分钟也创了遥感飞行时间的最长纪录。
科学数据,将灾情减至最小
从14日第一个架次开始,一直到20日,几乎每天都是两个架次的飞行。在处理遥感飞机数据的同时,中科院的专家们还随时接收来自16颗国内外卫星的遥感数据,加工制作出“汶川震后卫星影像图”、“德阳市卫星影像对比图”等数百幅灾区的图像。这些图像很快送交到国务院有关部门,现在国家已经掌握了完整的重灾区的大量数据,为评估灾情、防控次生灾害等提供了及时、可靠的决策信息。通过这些数据分析,也发现河道堵塞,多处形成堰塞湖的现象非常普遍,这引起了前方指挥部门的高度重视。
在抗震救灾过程中,遥感卫星与航拍照片的贡献无法替代。由于灾区道路阻隔,要想更有效地实施救援,挽救生命,通过这些图像取得地面灾情信息,就显得至关重要。据称,5月17日下午与18日上午,正是在遥感卫星与航拍图片的帮助下,指挥部发出了撤出北川的紧急指令。
16日,中科院的航拍图片就清晰地显示,北川上游堰塞湖可能出现决堤。北川县城上游的苦竹坝由于山体滑坡,形成围堰湖泊,对下游地域形成严重威胁。一旦上游发生溃堤,位于低洼处的北川县城将淹没在汪洋中。
媒体报道,救援指挥部组织县城内救援人员和当地群众紧急撤离,仅半小时左右全县人员就转移至县城外地势较高处。可以说,遥感卫星与航拍照片在这一紧急撤离决策中发挥了重要的作用。
“每一次余震之后,都会带来不同程度的破坏,我们必须及时掌握这些变化。”对地观测与数字地球科学中心高级工程师刘建明说。
为让抗震救灾的有关地方和部门在第一时间获取遥感资料,对地观测中心于17日在网上公布了第一批卫星数据,供各有关部门免费下载使用。而通过陆续传回监测数据并进行灾情分析,为国家和有关部门抗震救灾工作提供了咨询服务和决策依据。
尽管重灾区的监测数据都已经有了,前线的科研人员还没有撤下来,依然在重庆关注灾区的任何细微的地质问题。
“无论是在北京的工作人员,还是在重庆的两架飞机的机组人员,我们目前没有任何的退缩计划,会一直持续下去。有些地区以前飞过,但是了解到它有新的余震,或者说有新的灾情发展的话,我们会再次重复飞一遍,这样可以更加及时地了解它的发生、变化情况。在北京这边的科研人员,一方面就数据本身做了很多分析;另一方面,我们也将数字高程模型(DEM)和当地的资料数据做数据融合等方面的处理,比如三维的地形显示的处理。”对地观测与数字地球科学中心副主任张兵说。
5月25日下午16时21分,四川青川又发生了6.4级的余震,中科院的两架遥感飞机就在青川的上空盘旋。