全球暖化带来气候危机,各种极端天气杀到埋身!今年9月香港便经历「五百年一遇」的世纪暴雨,汛涝涌现多区以致严重水浸,东方之珠成「泽港」,市民生活及交通大受影响。苍天难测,惟人们仍可透过「天眼」协助研究和判断灾情。香港中文大学太空与地球信息科学研究所(太空所)团队,在今次暴雨中第一时间获取了三幅国家高分三号SAR卫星图像,对香港各处水浸灾前、灾中、灾后状况进行分析。团队负责人形容,有关技术是「雷达天眼黑科技」,可在恶劣天气中穿云透雨观测地面,希望能在国家遥感科技支持下,活用大学的数据分析能力,加强与政府部门及相关机构联系支援决策研究和相应救援,为未来抗灾减灾作更大贡献。◆香港文汇报记者 钟健文
9月初本港受热带气旋「海葵」相关暴雨影响,香港天文台发出长逾16小时「黑雨」信号,当中更曾录得一小时158.1毫米雨量,打破自1884年有纪录以来的最高纪录。极端暴雨引起的水灾几乎击溃香港既有系统,更需要发掘创新应对方案,港中大太空所所长关美宝和地理与资源管理系校长特聘助理教授马培峰领导的团队,便首次将国家高分三号的技术数据用于香港应急情况。
毫米级精准 救灾减灾情报关键
高分三号卫星是国家高分辨率对地观测系统的重大专项,属于现时唯一的民用微波遥感成像卫星,亦是中国首颗分辨率达一米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星,具有大成像覆盖、高精准度和工作寿命长等特点,可以广泛应用在海洋、减灾、水利及气象等不同领域。
关美宝近日接受香港文汇报专访时解释,相对于光学卫星,SAR卫星具有多项优势,包括可以穿透云雨,对地面进行全天时、全天候和全方位观测,非常适合香港多云多雨的气候环境,能在打风落雨时发挥很大作用,而且能够测量到毫米级的变形信息,为基础设施、建筑及斜坡等环境安全提供监测保障。
马培峰补充,下雨天香港的自然灾害特别多,但传统光学卫星就因云层遮挡而拍摄不到地面情况,「这时高分三号SAR卫星的优势就体现出来了,它能穿透云雨拍摄到地面,在救灾减灾当中,它是『黑科技』、『雷达天眼黑科技』」;此外,由于它可以探测到毫米级的变化,对于滑坡以至人工岛或地铁建设而导致的沉降等细微地表变化也可探测到,「在所有的遥感卫星中,它属于比较先进的科技,对于救灾减灾非常重要。」
快速识别水灾位置 有助救援
至于获得高分三号SAR卫星图像后的分析工作,关美宝表示,主要是透过对比暴雨发生前后的图像,精准快速识别水灾位置,方便有关部门进行相应救援。她以高分三号SAR卫星的高分辨率遥感图像解释,暗色部分代表水体等弱散射目标,光亮部分代表陆地和建筑等强散射目标,团队透过对比观察8月26日、9月7日及9月9日的卫星图像,识别出暴雨后水量增加的地方,例如某地区本身不是湖泊,却在雨后出现大量积水,从而界定出怀疑水浸区域(详见图1、图2)。
关美宝强调,能得出水浸分布区域,最重要的除了获得图像数据,也有赖太空所成立以来所累积的技术和软件作快速分析。马培峰亦表示,尽管高分三号SAR卫星有很多优势,但其数据处理技术难度非常大,「我们拿到的只是数据,但是怎样从数据得知水浸的区域、台风的位置、山泥倾泻的地方等,都需要一一处理和分析」;因此太空所十多年来一直致力于研发相关的数据技术,现时也拥有自主研发的系统及软件,而路政署、机场管理局等政府部门及机构,会与太空所保持密切联系,透过系统协助去获得不同数据分析。