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陈荫祥--国土资源遥感专题早期应用发展之春秋

来源:    时间:2023-05-18

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国土资源部航空地质遥感中心 陈荫祥


陈荫祥,男,1953年毕业于北京地质学院地质矿产系,后留学苏联;1957年回国后,长期从事地质遥感研究和应用等工作;1985年开始致力于灾害问题研究,是我国灾害学创始人之一。1953年-1972年,在中国地质科学研究院任工程师;1972-1992年,在地矿部地质遥感中心任高工;1992-1996年在石油勘探研究院任研究员。获国家自然科学一、二、三等奖各一次。


前言:本人1952年参加黄河三门峡水利工程勘测时,第一次见到黄委会展示的解放前摄制的黄河中游黑白航片,显示了黄河地貌地质复杂、泥沙多、水少难以治理的景象。1955年地质部派本人等5位青年地质专家到苏联地质保矿部航空地质托拉斯、莫斯科大学、全苏地质研究所、全苏矿产资源研究所、全苏测量制图局、航空方法研究室学习;苏方配备了随队专业飞机和直升飞机,并安排了周详齐备的、学术水平很高的培训计划。根据中苏科技合作协议,苏方对等派多位航空地质专家在中国新疆、秦岭、南岭、大兴安岭成立4个航空地质区域调查大队;曾因飞机撞山,牺牲了四位中苏地质专家。


本人1957年回国后,在地质部地质研究所成立了航空地质研究室,承担执行“柴达木盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地的航空石油地质调查”项目,编写了四期“航空地质专辑”。同时,编写了航空地质教材并在北京地质学院新开了“航空地质”专题讲座,引起了地质学界和相关专业部门的重视。1958年后,地质部成立区域地质矿产局,将原有四个区调大队扩编成各省区域地质矿产调查队。本人参照苏联航空地质的科技要求,编印了《1:20万区域地质矿产调查规范》、《1:20万区域地质图编绘印刷规范》和《1:5万地质矿产调查方法指南》。后来发现部分图幅达不到规范要求,开展了全面的图幅清理和补课,花了近三年的时间到各区域地质矿产调查队进行以航空系统辅导的质量提升巡查,使全国的区测,地质图编印步入正轨。同时,应海军航保部门请求,编印了以航摄相片为主要手段的《中国海岸带、海岛地质地貌调查规范》。


一、提振一度停滞发展的航空地质

由于某些干扰,到20世纪70年代正规的区域地质矿产调查和科研活动濒临停滞。本人和中科院地理所、煤炭地质所航测队、铁道专业设计院、国家测绘局、北京大学地理系的航空方法推广宣传也陷入窘境。好在当时国家测绘局和军委测绘局合作完成了全国陆地的测绘航空摄影,积累了齐全的黑白航摄相片,随着数据不断开放,为多专业、多学科的航测应用提供了广泛可能,形成航摄相片民用高潮。


1973年国家计委批准成立地矿部航空地质遥感中心,本拟把地质遥感中心建成包括各专业部应用和具备足够专用飞机,空中和地面设备齐全的高水平航空遥感探测能力、兼备航天技术设备实验的军民两用大中心,承担各部门的航空遥感探测任务,但未能完全实现。尽管如此,煤炭地质、铀矿地质、铁道专业设计院、农林水利遥感应用力量也获得较大提升,各部门之间的协作交流有所增强,遥感应用发展开启了新局面。1974年在现有航空遥感设备条件下,开展了哈密、白银厂、广西玉林综合航空遥感实验,取得良好的遥感效果和独特的地质揭示能力,实验了国产航空遥感仪器,锻炼了地面实验和空勤配合素质,随着各领导部门的国外参观考察,奠定了后来的航空遥感发展、专用飞机、成套设备添置的决心,空中、地面和实验室设备逐渐完善。


二、推动国土资源遥感矿产调查及地质灾害应用

(一)重大工程与项目。

1980年在占全国面积三分之一、240万平方公里的青藏高原开展了遥感地质调查科考,编制出全境1:150万遥感地质图、热动力地质构造矿产图、第四纪地质地貌图、新地质构造运动图共96幅,发现环型构造374个、超大型浅层重力滑动岩块30余处,提出矿产远景地段32处、新发现旅游风景区13处,提出青藏高原隆升的地内热涌升的新观点、发表论文14篇,快速提升了空白区的研究程度。同时,在《西藏日报》发表“保持原生态环境、合理开发矿产资源、建设富饶神圣的新西藏”文章,很好宣传了遥感在西藏的应用。1980年樟木地区突发洪灾,尼泊尔受灾损失严重,曾照会我国认为是我方水库溃坝造成,要求澄清事实并赔偿损失;外交部找本人查明真相,本人根据西藏遥感科研成果,判定是数个高山冰湖溃崩的自然灾害,并经过了尼方的直升机验证,为外交争端解除做出了积极贡献。


1989年开展了“长江中下游遥感地质探矿研究”,编制了1:20万遥感地质矿产图20幅、1:5万遥感地质矿产图29幅、发现圆环型构造3170个、小岩株5000个、预测矿产远景地段52处。又先后开展中条山铜矿、白银厂铜矿、广东贵东铀矿、南岭花山-姑婆山矿带、东秦岭金矿、钼矿的遥感地质探矿研究。


1983年主持“北京城乡建设综合航空调查”项目,系统收集了城乡建设大量基本资料,编绘了系列图件,发现了跨专业信息遗漏、严重的垃圾围城、污水和空气污染行业间配合漏洞等问题,提出了“开展综合航空遥感调查、提升城乡建设水平”的重要结论,带动重庆、上海、西安等城市开展综合航空遥感调查,为国土资源、生态坏境、土地管理、农林水利、交通建设等规划提供必要支撑,并获得国家科技进步一等奖。


(二)编制教材并开展教育培训、科普宣传。

1975年在长期积累的航空航天应用经验、典型样片、培训素材基础上,与北京大学、北京地质学院合作编制了较完整的教材、典型图谱和专业培训方案,并举办了16期航空航天遥感专训班,培训各部门遥感专业骨干3000余名,也为有关高校建立遥感应用专业奠定了基础。也开展了“计算机汉字工程遥感部分词案的编纂”、地球科学大辞典遥感部分编写,地质遥感教材、书刊、专业期刊编印;并配合遥感技术普及与推广,参与编制了1:250万中国第四纪地质图、中国地貌图;建设了航天航空数据、图像供应渠道,编印遥感图像册、遥感影像地图。就科普宣传,在《航空知识》杂志上发表了《航空地质简介》、在《我爱科学》上发表了《从空间调查地球》、在《青海科技报》上发表了《堤防山崩、地滑、泥石流》等文章。


(三)专业机构建设。

成立并加强了有关部门的遥感应用中心和各省(区、市)遥感站。在中国地质学院建立了遥感地质专业委员会,在中国地理学会成立了环境遥感分会等,并刊印了四种专业期刊。组织参加了国内外的多次学术交流,接待了国内外的专业访谈,建立了专业联系和科技合作。


本人在任职CNC-IGBP中国遥感专员期间,提出了“生态环境的广义地质科学背景”、“全球生态环境变化的地球动力学背景与遥感探索监测途径”等认识;在主持中国地理学会环境遥感分会间,提出了“发展地球科学大系统理论、开拓人类文明的新前程”等认识;在《灾害学》杂志创刊号发表了《开展灾害学大理论体系的研究、保障人类的生存与发展》、在《地质论评》发表了《遥感地质的回顾与展望》等综述性论文;在主持中国地质遥感专业委员会时,总结了我国航空遥感地质历程,发表了《我国航空地质遥感科技的开创和发展》,《遥感技术促进着我国地质矿产调查的发展》、《展地质遥感调查十年辉煌功业、望地质科学发展宏伟前程》等论文。


(四)大力发展地质灾害遥感应用。

在地震预测方面,1976年7月20日在参加当时的地震地质咨询会商时,就明确提出了大地震即刻将发生的建议,但未被采纳;80年代初在“龙羊峡地质构造稳定性特征评价”调查时,准确预报了四个小时后发生的4.3m地震灾害;2008年汶川地震后,率先在光明日报、新华通讯社、中国人民大学等平台坚持地震可测可报的论点,提出强震可通过地内强爆热动力分析和遥感探索、天地耦合联动的设想,并提出了监测方案;也在后续的华山古强震研究中引申出华山钼、金、铀等大型矿床预测和可能存在断层北侧的地震地质构造等新认识新见解。


参与了长江三峡工程地质环境地质遥感监察、云阳鸡扒子特大滑坡的综合考察和新滩滑坡的遥感感勘察,从遥感资料中发现葛洲坝主坝右肩因山体侧滑引起了变形、在后期加强处理后,已无隐患;深得张光斗大师高度赞赏。研究了地面很难检测的西安城郊现代地裂缝,并解析了这些裂缝的网络动态和地动力驱动节点,是远在渭南赤水河口的圆旋柱体,为精准检测提供了可靠的科学依据。


(五)深化国土资源遥感相关学术理论研究与探讨。

本人高度重视遥感科技发展和应用,发表学术论文、专题报告216篇、约724万字;出版了《核动力地球学》、《地球的圆涌构造与深源强爆动力学》、《仰观宇宙,俯察地球》等书籍与图集。如本人发现了深层高强爆圆涌构造,是遥感在地球科学领域的重大理论贡献,并由此引导出“纵贯地球海陆空三界的超强动力链”、“矿产、地能、环境、灾害综合连续动力链”、“地球矿产资源的超高温融离,分界釜-黄金通道-百矿宝瓶口-同轴圆壳有序存储”、“石油天然气的深层高温无机聚合”、“强动力圆涌地质构造研究策略”等理念,以动力能为主旨合力保障人地关系协调发展,驱动地球科学理论发展,以遥感等先进科技推进地球科学的第四次产业跃升。


(六)其他方面遥感应用。

在外星体遥感方面,1981年就在光明日报上提出探索星体地质;1983年在《地球》杂志上提出“开发外星体研究、欲穷地球事、莫忘火星”、“从外星体观测地球”等建议,并提出了月球、火星等星体上的环形山、环形盆地是由星体内部热爆发隐火山活动形成的观点。


在石油地质方面,1983年在《中国地质报》发表“石油、天然气的无机聚合论和遥感调查途径”论文,并逐步形成“石油天然气的深层高能无机聚合”学说,以此理论和遥感资料对大庆类油田储量进行再评估,促进了石油地质资源调查并扩展了塔里木油气资源远景。

在历史考古和旅游等方面,依据神木石峁城、安徽寿阳古城、秦始皇陵园区、秦直道、长城等遥感探测经历,以及海南岛、庐山遥感旅游图编制等,更好推广应用遥感,取得可观成效。


三、对国土资源遥感应用发展的建议


对国土资源遥感,本人认为已往的决策规划虽在不同程度应用遥感资料,但仍承袭一定隐患,保真程度有待加强;在复杂的大系统决策中遥感是全面客观的依据。建议:

一是加强回顾型总结;如对1990年初到2020年末30年的遥感历程进行回顾督查,总结经验教训,提升理论水平和实际效益,并按照新形势培养适用的专业骨干,逐步由学术交流向技术业务监理转变,实现遥感应用的持续发展。

二是推动遥感向人类难以到达、难于操作的领域拓展;如海洋探测要充分应用遥感及时更新全球动力地质图件(包括海床和陆地浮土下、冰盖下的地质动力结构等)。

三是用遥感配合促进将青山绿水转化为金山银山,如海边、河边、湖沼边、湿地边的养殖,红树林、潟湖护养开发,广大新绿化区和风景林下的果蔬、药材、花卉、禽畜放养,湖沼湿地的莲蓬芦渔,盐碱地的稻虾蟹养殖,太阳能光伏电板下的养殖等。

四是用遥感及时发现难于观测的隐晦型土壤退化、植被病虫害、大面积水污染、地面异常增温等。

五是加强对自然生态保护区、生态恢复区、动物喂养链、搬迁腾空区、新增城市群、地质灾害点、大型涉地工程监测点、交通物流枢纽、地内灾变点等遥感监测。

六是加强对高寒山区、干旱荒漠地带等新发展领域的前瞻性探索,如可利用遥感探测地下水、热能、石油天然气、强风场区域、太阳能集聚区域等,并支持干旱地区引水等重大工程规划论证。

七是加强对深空遥感应用的研究,如编制月球、火星的详细图件,开展空间资源环境研究,积累深空外星域遥感资料等。

八是加强遥感应用专业队伍建设,为新时代高质量发展贡献力量。


结语:遥感和电讯传输已普及到网络与手机中,可谓千里分秒人人可及的程度,但遥感的数据传输,数据的智能处理利用尚达不到天下一动,可以立时屏前案头。早期我国的遥感科技体系发展很快,遥感应用也在不断扩展深化,除了继续发展大系统的航天遥感外,还应该建设一定规模的航空遥感,保证各专业的需要。更希望创建一种单兵式的袖珍超低空遥感装备,在与大型航天、中型航空遥感系统衔接的手机型遥感终端,满足小小人家、科学爱好者的需求,将遥感普及到现如今手机的普及程度。


应用体系上也要继续完善国家的、企业的全面实际参谋功能,从现有遥感应用队伍中选择一部分专业航天航空遥感队伍,独立承担遥感专题服务,承包遥感调查勘测任务,再将微型遥感设备配售给小小人家,以及遥感爱好者。完善遥感应用的多级网站。另外前述的强动力圆涌理论,与太阳的斜状结构相似,可能也适用于外星天体和宇宙空间的研究。


遥感应用专业领域内提倡继续学习创新,建设一支博晓天道、泛知地理、精通本专业科技、胸怀天地、效忠人类、能思善战的遥感应用生力军,为社会主义建设深化科学研究、发现、创新和力拓贡献。

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