遥感是作为一种战争工具而问世的。但是，天空中的这些间谍同样又能向世界发出旱灾警报，加速荒年救灾活动，甚至协助人们在沙漠中找到水源。

洪灾、地震及火山爆发频频发生，却又几乎令人沮丧地得不到警报。干旱与饥荒年年月月都在发生，可是其详细趋势又出现得太晚，无法避免死亡与痛苦。但是，卫星遥感却可以向我们提供资料，为危急的灾难报警，为边远地区提供有效的紧急援救。卫星根据各自的轨道，可以按照从几小时到几星期的间隔产生同一地区的图像。这些图像可以指明突发性灾难的所在地区、范围和严重性。但是，不仅是年年月月地长期监视，还可以将这些变化汇集成文件，预告旱灾和饥荒，根据终年都在变化的图片，分析专家可以给出覆盖地球表面的大多数植被的地图，甚至还能给出土壤和岩石的地图。这些图片带来的对于环境动力学的最新知识，有助于让全世界的人们识别潜在的资源，安排切实的发展。

遥感是由军事上的智慧发展来的，开始于美国内战期间，当时利用装在气球上的照相机拍摄战壕的照片。第二次世界大战和50 ~ 60年代的冷战促使其研究、发展计划加快，尤其是千方百计地要区别伪装和自然生长的植物。植物令人们看上去是绿的，因为它们吸收红、蓝光，强烈地反射绿光，但它们反射红外辐射的能力更强，使分析专家能够从活的植被中清楚地区别出图形来。由于夜间及全天候监视的需要，促使人们研究热探测器和成像雷达，能够透过云层观察。一旦工程师们研制出能够记录来自地球表面的能量的电子技术，卫星便开始发回几乎是连续不断的信息流。

当今，一些很有用的图片来自美国的“大地卫星”（Landsat），法国的“斯波特”（SPOT，地球观测卫星），以及许许多多的分辨率较低的天气卫星以及越来越多地来自受日本、印度及苏联控制的卫星。成本从每平方公里不到一便士到大约60便士不等，视所要求处理与解释的工作量而异。

遥感作为搜索的潜力已经使政府更容易获得军事硬件与技术 · 现在，秘密仅仅在于从军用卫星上获得的详细程度，以及在特定时间里这个天空上的“间谍”所观察的地点的精确性。但是，如果它们暴露出具有秘密意义的特征，仍然限制这些照片公开出售。美、法、苏、日所进行的收集全球性信息的成功已经鼓舞了若干发展中国家去设计自己的遥感卫星，这些国家包括巴西、中国和印度尼西亚等国。印度率先迈出了独立的一步，1988年发射了自己的系统（IRS-1），图像质量堪与“大地卫星”（Landsat）和“斯波特”（SPOT）相匹敌。

气象学家们打从60年代发射了第一批气象卫星以来，一直在例行性地追踪飓风的轨迹，描绘出预警路线，可以减轻由这种灾难所造成的损失，减少所必须付出的代价或所做的努力。斯波特的图片，包括地形学的信息，能协助研究人员找出最容易发生洪灾的地区，并能在洪水继续时，找到能提供作为最安全的避难所的地点。地理学家们知道哪些地点容易发生地震和火山爆发，但是仍然无从知晓一场灾难可能发生的精魂地点和时间。借助于遥感装置，研究人员可以探测到火山在爆发前几个月所发出的热量，在几百个休眠的火山中指出需要提防的对象。这一方法在安第斯火山喷发中得到了验证。

但是，如果灾难的发生没有得到通报，遥感又怎样起作用呢？在没有适当地图的地区，能用卫星图片找出卡车所采取的分配供应品的路线。例如，洪水过后的最初几天，为了有效地减轻受灾的重点地区，能准确地寻找出哪些地区遭到破坏。

但是，尽管有这些可能性，尽管那些用卫星散发资料的人们要求快速提供援助，如果受灾后有立即协助指挥这种减灾行动的信息，这种信息的辅助作用也不大。卫星常常会显得无能为力：1988年尼罗河大水就被云层遮住了，1987年喀麦隆的毒气泄露也没有显见的征兆。但在其它许许多多情况下，却一直可以得到有用的图片，不过播发资料的人们却不能实践他们的诺言。它们能及时传递信息：大地卫星（Landsat）的图像协助过英国部队寻找福克兰群岛战争中的出路；在1986年切尔诺贝利事故的日日夜夜，伊欧塞特（Eosat，紧急行动卫星）承担分发大地卫星数据的任务，它发出了被损坏的反应堆的计算机增强图片。当一颗军事卫星引导着导弹只比预定范围大几公分击中目标，或者一个预计的化学武器工厂时，其宣传是迅速的，也是可信的。

在旱灾发生期间，卫星图像的信息却可以连续几个月甚至几年改善救济工作。常常只有那些体力能够达到靠近大城市的食物发放站的人才能享受到食物、衣服与住处，然而所造成的拥挤又成了环境卫生的新问题，还有人们驱赶着畜群造成的过度放牧问题等等，如果救灾人员能将救灾食品和农业用品送到需要它们的偏远定居点，就可以减轻这种压力。常规的信息来源并非总是有用：最需要帮助的人是半游牧的人，他们的居住点在地图上找不到，没有卡车能够通行的道路。大地卫星和斯波特的图片可以在灾难发生之前进行例行性的咨询，能够协助有关当局找到这些临时性的村落，描绘出穿越在地图上没有标绘的国土到达那里的最佳路线。

更为重要的是，卫星图像可以协助提前发出饥荒警报。气象卫星每天每日都在播发覆盖全球的信息，因此，照片分析人员可以监视饥荒的两个最为重要的标志——降雨和作物。美国航空宇航局的克里斯 · 塔克尔（Chris Tucker）和联合国粮农组织（FAO）的科学家们已经发现：云层因温度而发出的红外辐射就是评估降雨量的一种手段。云系的顶部越冷，构成降水的机会就越多。但这却不能保证真正下雨。遥感的真实性之一就是从远方所做的观察必须符合地面的真实情况。在这种情况下，气象学家必须测量大面积地区的降雨量来校正卫星数据。他们一个月又一个月地贯穿整个大陆，将这些分析转变成对实际降雨量的估计。国际粮农组织现在提供的对非洲的估计是很贫乏的，但至少能够在从前没有任何可能的地方提供一种线索。

在地球表面的所有材料中，作物最容易在卫星照片上标示出来。来自遥感的数据，经过适当的分析，允许研究人员估计出在一年中任何时间地面覆盖物的密度和生长情况。它们甚至能够显示出病虫害蔓延造成的影响。由于它们能显示出这些问题的程度，这些照片有助于将最需要的资源标示出来。校正这些图片又一次成了要使这个领域的观察与卫星资料相符的问题。美国航空宇航局和联合国粮农组织的一些小组每月都例行性地提供非洲和南美取自天上卫星资料的作物地图。粮农组织的杰利 · 杰尔克玛（Jelle Hjelkma）已经发明了一些方法，利用照片来判断蝗虫的繁殖地并预报何时、何地将会爆发蝗灾。

将粮食产量的密疏记录同多年来的卫星照片加以比较，研究人员也能估计出在不同的地区有可能产生饥荒的问题。瑞丁大学（The University of Reading）的帕姆 · 肯尼迪（Pam Kennedy）曾经利用季节气象卫星数据描绘出了覆盖突尼斯的青草的变化。但是，遥感仍然主要应用于农业，供仔细调节生产，甚至在欧美粮食问题上核实农场主的诚实问题。

容易出现旱灾的这些地区的主要问题并不是没有雨水，而是雨水常常以倾盆大雨形式降下来；大多数的水流失了，蒸发了，以致以后农民无法将其用于庄稼。只有少量被地表吸收，形成了地下水。如果地面是陡坡，而且土壤很坚实，损失就更多。但是，植物根部周围的土壤趋向于开放，能减缓流失，允许有较多的水被土壤吸收。在干旱地区，大多数的水都是来自蓄积地下水的水井，但是在旱灾时，它们常常干枯，在当地人口增长时也会出现这种情况。可以用三种措施来改善这种情况：开掘新井，蓄积短命的地表溪水，增加渗入土壤中的降雨水量。在气候炎热时，地表水易被污染，洪水很快就会挟带卵石与淤泥注满水库。土壤收集水分有效、简便而又成本低廉。它能使地表水流速减慢，让水有更多的时间进入土壤。卫星照片显示出溪流的路线，坡地的陡度及不同种类的土壤和作物覆盖的分布情况，描绘出目标区的地图，估计出降雨期间每条主要溪流的流量，等等，都变成了简单快捷的事情。

下一步就是定位出暴雨过后湍流自然减慢的地点。有些降低工程成本的方法，如将卵石放入溪水河床的“门坎”处，此处通常能使河水流速减慢，让水形成池塘。如果地表被耕作，这时水就会渗入土壤中去。在“门坎”上面浅的沟渠会填满多孔的砂子，这能更加有效地吸水。我花了15天时间，利用航天飞机拍下的1：250，000的廉价照片，对苏丹红海省120，000平方公里的这种类型的最大蓄水地点进行了评估。这些照片的价钱仅仅200英镑。

更好的找水方法

清洁、可以信赖的饮用水源将至少会改善全世界三分之一的人口的生活。表面或接近地表面的水源常常受到污染。最佳水源乃是井中抽取的地下水，但是在沙漠中寻找这种水源要求由水利学家和地质学家在地面上进行时间漫长、成本高昂的勘察。遥感对这项探索的贡献是定位出在地面进行勘探和打井成功率最高的地点。在1985和1987年之间，联合国儿童基金会（UNICEF）执行了一项三百万美元的在苏丹红海山脉改善供水却不进行地质和遥感投入的计划。结果大约80%的井都报废了。在同一地区，厄立特里亚（Eritrean）*救灾协会利用遥感和地质信息，在同一时间的打井失败率低于30%。

寻找地下水时有两种目标：一是能够吸收某些表面水的厚厚的松散的沉积层；另是一种能从基岩本身产生水的地点。在第一种情况下，利用常规的较亮外观可将照片上的软沉积层同基岩区别开来。它们也可能为一般以自然作物繁茂区为标志的地表下面有水的地区。沙漠植物，需要有深深的根系，来吸取水源。在一年之内，一平方公里的浓密的沙漠灌木排出的水足够一个1，000人的村庄之用。

设想一下，在解释从基岩找水时，部分地依赖相对地区别出多孔沙岩和石灰岩，其中因溶解所造成的裂缝允许水流利用这条它们反映出来的发亮的道路自由地流淌，从较密实和较干燥的晶状岩石，如花岗石，流过。结晶岩石不大可能含水，这种岩石的勘察重点在于识别出能在这些不透水的岩石中形成表面水水渠的地下特征。这就是由于沿着古断层因地震造成的破坏性地区，这些断层会使岩石裂开，见到水。有时这些碎裂区呈现出线性压力，变弱的岩石已经遭到侵蚀破坏。相反，火成岩层能在地表下形成自然堤坝，因为它们能完全构成带有能透过水的少量微孔的互锁式晶体。耐风和水侵蚀的火成岩层构成了到达地表的与众不同的直线形山脊。

但是，即使分析人员发现了看上去会有地下水的某些地点，他们也不可能保证供水是万无一失的。对于每一眼具有潜力的水井，水文学家必须查明，被人们用掉的水怎样才能迅速地从周围供水盆地的含水层得到补充。一眼成功的水井，要靠从卫星照片中获得的信息与当地人找水用水的经验互相结合，并与地面的勘察相一致起来。井点最后的选定必须考虑到当地的需要和可能——一眼用机器打成的并且配备成套水泵的深井可能用不了多久就报废，而当地人打成的一眼中空的而且用传统方法将水抽取到地表的水井却能得到很好的维护。

遥感的一个最大优点是：这些照片包含着地表环境各个方面的信息。用于某一种用途如找水，不可避免地也会揭示出其它某些用途的线索，在利用1985年大地卫星主题绘图仪（Landsat Thematic Mapper）照片以提高在厄立特里亚（Eritrean）高地设井的精确位置时，开放大学的塞夫 · 波希（Seife Berhe）和我，很快就看出其对于地质图的绘制和探矿的巨大潜力。更有甚者，将其与1972年的类似大地卫星照片相比较我们就能开始建立这些高地上脆弱的作物损失档案，这些作物是依赖红海的雾水来浇灌的，这是在过去旷日持久的战争期间、人们被迫迁居到该地区的结果。一个月的工作产生了厄立特里亚从战争和饥馑中复苏的三个重要方面的资料——可能的水源地，适用于发展新农业的土壤、地域，以及有可能增加这个国家收入的金属矿藏的征兆。

大地卫星主题绘图仪（Lardsot Thematic Mapper）特别能记录人眼看不见的光谱信息，不仅能区别普通的岩石，也能找寻出那些不平常的和有价值的岩石。它能揭示出微妙的地质结构，诸如褶曲和断层，使浓缩金属和碳氢化合物的液体道路通畅的结构。而且由于揭示出在这一领域中地质学家看不见的特点，卫星照片覆盖了面积广大的地区。尽管地质学家总是需要野外作业，遥感却还是可以加速地图绘制和探查

每个多国石油和采矿公司都把投资重点放在硬件上和提高效率的数据的开发上。像英国石油（British Pe-troleum）这样一些石油公司，都投资了大约100万美元的设备。他们每年对这些照片耗资达100万美元，并建立了10 ~ 25人的专家小组。

新的勘测大目标在发展中国家，多国公司常常比当地政府和人民自己更了解这些地区的矿藏潜力。如果第三世界的人民要把握自己的发展，他们就更需要关于他们潜在财富的更多的信息。

[New Scientist，1990年7月2日]

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* Stephen Drury在美国开放大学讲授“地球学”，也是《遥感入门》（牛津大学出版社）一书作者。