海的顏色:APAN 的地球觀測

台灣歌手張惠妹的〈聽海〉,一開始的歌詞是這樣寫的:

寫信告訴我今天 海是什麼顏色
夜夜陪著你的海 心情又如何
灰色是不想說 藍色是憂鬱
而漂泊的你 狂浪的心 停在哪裡

台灣是個環海的島嶼。颱風天人們忍不住去在風雨中觀浪,讚嘆大自然的奇觀;海也是諸多浪漫情愫寄託之所在。但是我們長大的經驗裡,卻很少關於海洋的知識與經歷。我讀到陳章波教授台灣環境資訊協會監事、中研院生物多樣性研究中心研究員)在環境資訊中心的社論〈海嶼行腳參訪學〉裡這樣描繪著一個「參訪學」的整體面貌:

「…國人已經逐漸意識到:唯有建構海洋文化,才是台灣永續海島願景的基石。海洋文化的建構首重體驗,全身上下的感覺器官之外,心更要參與;透過學生DIY的體驗,最容易發揮實際的成效。

以大專院校的海洋通識課程為例,可以安排一個學期二到三學分,先介紹觀念,再讓學生分組規劃、執行,再報告及心得分享。課程的設計必須先有課堂討論,例如帶領學生欣賞海邊落日的景色:淡水河口、澎湖的觀音亭、墾丁的柴口…除了藉景詠志或觸景生情的感性外,也要融入像是解析美學原理等的理性部分。此外,更要教導學生人類學田野調查的要領,讓他們到現場後有即景啟悟的能力,開發及累積美學經驗,再把這些感受清楚地表達出來,就進入了文化美學的層面;甚至能夠創造詩歌、藝術品,或是因而設計生活用品,就進入經濟美學;完整看來就是充滿海洋氣息的人生美學。

學生有了這些感性、知性的基本認知後,就可以開始分組實習;各組中最好有各類不同習性、專長的人,才可以激盪出不同的想法。分組後首先要建構的是「這個學期組員想體驗什麼?」可以是一地全方位的參訪,或是以主題的方式進行。在取得初步共識後,透過上網查詢、讀書、訪談等等,分別去蒐集資料,接著討論遊程規劃,一起快樂、勇敢地去執行田野調查、欣賞景物及廟宇等等,再把感受與想法消化吸收,彙整出小組報告。報告的形式可以用攝影、繪圖、舞蹈、詩歌、文學等方式呈現,題材也可以包括人文、自然、歷史、地理等等。海嶼的總總可以激發許多的創意,重點是要藉著課堂報告,完成創作跟大家分享。…」

陳章波教授談的是跟海洋基礎性的、全方面接觸;這也許是一門大學部的通識,也可以是高中、國中就可以開始的初步吸收與接觸。感性與知性的平衡與調節,可以點燃一個長期生命的關注之火,能夠燃燒一輩子的火苗與照亮的光芒。

這次去新加坡參加 APAN(Asia-Pacific Advance Network,亞太先進網路會議),在主要參與的 e-Culture 議程之外,我另外參加了三天的三個主要議程:地球觀測(Earth Monitor Working Group)農業(Agriculture Working Group)以及知識本體(Ontology Working Group)。其中在地球觀測的一整天的議程中,我同樣地感受到那注視著地球與海洋的感性與知性之美。

地球觀測議程中首先有衛星相關的報告,由美國海洋與大氣總署(NOAA)Chris Elvidge 博士主持。在 Chris 介紹了地球觀測工作小組之後,由日本 NIAST 産業技術総合研究所網格技術研究中心的 Yamamoto, Hirokazu 山本浩万先生,講題是:ASTER and MODIS Data Processing Based on GEO Grid system(PPT 檔案),其中介紹架構在地理格網系統上的多國地球觀測衛星(EOS, Earth Observation System) Terra(EOS-AM1) 所裝載的 MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer)「中分辨率成像光譜儀」ASTER(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer,高級多光譜-熱紅外成像儀系統) 影像資料的處理。影像資料的跨國共享是透過 ,SIDaB(Satellite Image DataBase in AFF) 來分享。

Chris 另外一個講題,是用衛星觀測來估算世界貧窮問題:Can poverty rates be estimated from satellite data? (PPT 檔案)。他先討論原本統計資料指標的可能問題,以及某些地方資訊回收不易,進而討論到利用衛星影像對各個地區光的不同使用類型做運算,拿這個結果與實際統計資料再做比對與校正。以衛星影像作為指標,涉及到光「文明」與「文化」在各地差異是否具有共同的意義;我在會議中提出了不丹的「快樂指數」遙遙領先的狀況,試圖為光的現象與貧窮之間仍需要其他的中介變數的想法。在這個議程中,以前用力讀過的《地圖權力學》就真的派上用場,讓我不致於在多層的轉化與運算中失去方向。不過由這個演講的方向來看,透過這種全面性的科學工具來論述社會生活,實在是一股強大的力量與不能忽視
的趨勢啊。

北海道大學水產科學研究院的海洋資源教授斉藤誠一(Sei-ichi Saitoh),接著介紹 Operational Fisheries Application of RS/GIS in Japan(PPT 檔案),日本目前遙測與地理資訊系統的漁業實際應用現況。把漁業、海洋放牧、水產養殖、後勤運輸、漁市場、零售、消費者飲食文化結合在一起,資訊系統可以扮演非常重要的角色。所謂的漁業地理資訊系統(Fisheries GIS),它是一個包括三度空間加上時間的 4D 座標系統,內含海洋與氣候互動資訊、氣候變遷資訊、生物的資訊、船隻的資訊、船隻本身所蒐集的魚群資訊等;而一個漁業地理資訊系統應該要能夠提供對於漁業有用的加值資訊、以及無所不在、包括衛星影像在內的資訊提供架構。斉藤教授以烏賊(squid)、金槍魚(albacore)等四種魚類為例,以各種不同的圖的合併計算,來顯示與預估他們的潛在漁場位置。漁民可以透過安裝這套 TOREDAS(トレダ ス,Start to fish/開始捕魚)系統,便能夠在大海中得到資訊的輔助。

這套系統中的各種指標,是讓我覺得最驚奇的地方。例如在投影片中介紹,如何透過三種不同的預測方法,疊合不同衛星與測量儀器的圖像,計算出不同的 CPUes 漁獲豐富度的指標。其他的聽眾在這場很棒的演講中,忍不住詢問其他種類的漁獲如何預測出漁場的問題,斉藤誠一教授表示他目前只針對這四種做估算。至於他怎麼知道衛星影像上的這個區域是烏賊或是金槍魚?齊藤誠一教授就是利用提著燈找烏賊的漁民,在衛星影像上面找出大群烏賊的蹤跡。這是一種混合的解決方案(hybrid solution),我覺得完全解答了對於這些衛星影像資訊利用上的根本問題:透過建立社群與社群互動,交叉比對出影像中的可能資訊區塊與範圍。我的老友楊振賢有一句名言:「不要提著燈籠找螢火蟲。」我是不太懂楊大師這句話背後的哲學氣氛啦,不過北海道的漁業教授就是利用提著燈找烏賊的漁民,註記衛星影像並定位出大群烏賊的蹤跡。

由於台灣的漁業發展以及前一陣子有被國際間制裁的新聞,我問斉藤教授,如何在 RS/GIS 應用中,規劃永續經營(捕漁)的指標?如何處理 over fishing 的問題?他們說目前就是正在研究這個問題,例如如何跟法令規章結合等等,這些都會是這套系統順利運作後,接下來浮現的長期課題。他們成立了一家 SpaceFish 公司,同時也將目前的研究成果推動到北海道的漁業當中。

Chris 最後上台講了另外一個聯合國目前關注的重要議題:如何透過衛星偵測檢視亞洲 gas flaring 氣體燃燒情形(Satellite data estimates of gas flaring volumes in Asia)。我在台下跟他閒聊時,忍不住跟他開玩笑說,「好恐怖喲,你沒事就一直在監控各個國家!」;結果他回答「也還好啦,一天頂多看個一兩次啦…」實在讓我笑到噴飯。

另外的幾個報告分別討論日本今年(2006)初所發射的 ALOS(Advanced Land Observation Satellite,陸域観測技術衛星) 上的三種觀測儀器:PRISM(パンクロマチック立体視センサー,Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping,全色遙感立體測繪儀)AVNIR-2(高性能可視近赤外放射計2型,Advanced Visible and Near Infrared Radiometer type-2,高性能可見光和近紅外輻射計2型)PALSAR(フェーズドアレイ方式Lバンド合成開口レーダ,Phased Array type L-band Synthetic Aperture Radar,相控陣型L波段合成孔徑雷達)。這些新設備是報告的主角,也有更豐富的資訊可以後續取得。

最後一個議程是新加坡的地球觀測活動報告。除了如何從衛星影像推測地表火災的統計模式之外,CRISP(Center for Remote Imaging, Sensing and Processing) 的科學家 Alice Heng 報告題目:Retrieval of coastal sea water parameters from high resolution satellite images,很有趣地帶學生實際取水進行光譜實驗、比對衛星影像結果。跟追蹤漁民的捕烏賊燈光一樣,這些現場取水的光譜實驗,可以視為是人工校正、註記衛星影像資訊的成果,對於後續如何解釋影像具有很大的幫助。而這個議程也順利地讓新加坡遙測科學團隊與國際地球觀測社群,在亞洲為名的研討會中相互交流,我覺得這是另外一個讓我感觸很深的地方。

總的來說,我覺得架構在網格與網路技術的不斷進展上,大規模資料與研究成果的跨界分享其實是讓人很興奮的事,而這些令人感動的興奮感背後是交織著感性與知性的努力。如果說純粹是科學,技術與工具的交流能夠帶來的動力有限;而面對同一個地球,知道自己所做的事情能夠貢獻、連結到更大的整體,這種感覺其實更為纖細,彷彿涓涓細流地在背後支持著國際交流的相遇、邂逅與合作。我覺得,這是一種幸福的充電感受。

相關參考連結

  • 日本 JAXA 的 ALOS 計畫官方正式英文網站
  • 中國新華網:日本重金砸向間諜衛星 為恢復軍事大國地位鋪路?“三隻眼”的 日本“大地”號陸地觀測技術衛星日本“大地”號陸地觀測衛星順利升空日本三年太空計劃
  • 香港政府天文台所製作的資訊介紹網頁
  • 逢甲釣魚社網頁中有台灣衛星圖
  • 積丹尼的Taiwan 衛星定位系統 GPS and 座標轉換 TWD67, TWD97, WGS84 coordinate transformations
  • Working with Coordinates and Units
  • GPSInformation.net
  • 李彥旻所寫的 Geography-NationalGrid-TW 的Perl 模組
  • 台灣軍方衛星影像計畫秘辛
  • 基本地形圖資料庫網站
  • 3 thoughts on “海的顏色:APAN 的地球觀測

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