在追求创新的道路上磨砺坚韧与乐观-记西藏康马冰川星地同步观测实验

冰川上的地质科考

青藏地区冰湖溃决灾害是我国西南地区四种危害严重的地质灾害类型之一，往往造成突发性洪水和泥石流，给下游人民的生命财产造成巨大损失。冰川冰的运动与冰湖溃决有一定联系，掌握冰川表面运动信息对冰湖溃决防治具有重要意义。此外，冰川变化信息能够直接或间接地反映出全球气候的变化特征。

冰川表面运动是指冰川表面因冰川冰的运动而引起位置上的变化。测定冰川表面运动的任务是测定冰川表面上一些点在某时段内的运动轨迹，包括距离和方向。

冰川表面运动测量技术可分为两大类：一类是需要到达冰川所在位置的实地测量方法，主要包括大地测量、摄影测量、全球定位系统（GPS）、地基合成孔径雷达（GBSAR）、地基Lidar等方法；另一类是遥感监测方法，根据数据种类又可分为基于光学影像的方法和基于合成孔径雷达（SAR）的方法。

2016年度，航遥中心“青藏冰川变化与冰湖溃决灾害遥感综合调查”项目组利用先进的TerrSAR-X和COSMO-SkyMed高分辨率SAR遥感数据，开展康马县卓莫拉日山系东段桑旺错-白湖间过渡性冰川的运动监测示范，评估高分SAR遥感数据监测冰川运动的能力，在冰川湖溃决灾害防治方面具有创新性。

坚持不懈 谋划创新性方案

由于试验区自然条件恶劣，在冰川表面运动方面的工作基础非常薄弱，受人财物多方因素制约，实地测量难度非常大，因此在年初预定的任务中并未包括实地测量内容。但后来我参加学术活动时与中国地质大学（北京）的彭军还教授交流，了解到他依托他的科研平台正在利用地基遥感设备测量青藏高原典型区的精细地貌与微形变，他有意愿一起尝试开展冰川表面运动星-地同步测量。中国地质大学（北京）彭军还教授是测量学科带头人，他的实验室拥有先进的地基Lidar仪器，在冰川冻土区开展过创新性应用，并愿意尽力从合作伙伴处协调使用当前国际先进的超远测程地基SAR设备开展工作。两个团队优势互补，我们就各尽所能，持续推动这项在国内尚无报道、国际上也不多见的创新性工作。

我们一开始设想的方案是，由彭教授从香港合作高校方协调我国当时仅有的一台测距达10公里的地基SAR设备，将其放置在具有较高溃决危险性、交通条件较为便利的冰湖—桑旺错终碛垄上，对桑旺错后缘的冰川进行跨湖观测，期望星-地同步观测结果直接为桑旺错冰湖溃决危险性评估提供参考。当时我们对这个领先性的方案寄予很高的期望，从星-地同步测量时间的安排，到仪器长途运输、高原搬运的方案，再到选配香港方面的学生共同操作仪器、处理数据等，在各方面做了不少准备。然而现实情况比我预想的更复杂。虽然经过我们和项目组共同努力解决了不少难题，但从香港高校把仪器运过来却非常困难。首先是要报关，而且自己处理不了，要找从事这方面业务的专门公司。经咨询才知，需要找上海一家公司处理这种业务，需要一定的费用。当我们正联络其他对本次工作感兴趣的单位解决报关费用时，却又了解到还需要支付一笔仪器保险费，而且手续持续时间很长，可能会错过预先定好的星载SAR过顶时间。最后我们不得不放弃了这一方案。

虽然预定方案未能实现，但我在推动的过程中越发感星-地同步测量这项创新性工作值得尝试，而且经过努力已经实现了基础性必要条件，因此我并未气馁，再次考虑是否还有可用的其他方案。经过我与项目组、彭教授团队以及中科院和首师大同行的多次探讨，确定了新的方案，对星载SAR图像覆盖范围内的桑旺错旁一条冰川，在其侧碛垄上架设地基Lidar开展星-地同步测量。虽然待测冰川下也没有溃决危险性高的冰湖，准备使用的地基Lidar较原定的地基SA R测程更短，但新的方案同样能对星载高分辨率SAR与地面实测结果进行对比分析，若实现的话也属新的尝试，意义显著。

坚韧乐观 克服野外险阻开展实验

经过前期谋划方案的曲折，2016年9月底至10月初，中心“青藏冰川变化与冰湖溃决灾害遥感综合调查”项目野外工作队与中国地质大学（北京）彭军还教授团队，最终赴西藏康马县涅如堆乡开展了星—地协同观测实验：在SAR卫星过境测量冰川表面运动的同时，应用先进的地基Lidar开展实地重复观测。

对我而言，这是第一次进藏，之前并未有过高原工作经验，因此我在出发前学习了局和中心配备的安全材料，认真聆听了出队前安全培训会上各位同事分享的知识，在野外装备等方面做了较为细致的准备。参考高原工作建议并结合野外工作时间紧凑的实际情况，我做出了如下进藏工作计划：我和其他首次进藏的人先出发，在海拔较低的林芝适应一晚，然后到拉萨等待人员集合，之后去康马县开展实测工作。

也许在有些人看来，去林芝纯属多余，直接去拉萨再赶赴康马县就行了。实际上，根据地质出版社2016年版《野外地质勘查安全生产实务指南》，“阶梯式上山是预防急性高原病的最稳妥、最安全的方法”，“初入 4000m以上高原时，一般应在2500-3000m处停留2~3天，然后每天上升的海拔高度不宜超过600~900m”，由此看来，我的计划已经比指南要求节奏更快了。此外，从西藏返回后，有一次趁中心邀请国家体育总局专门从事运动研究的专家来开展讲座的机会，我特意请教专家有关高原适应的问题，他还提到，去高原之前建议坚持一段时间的跑步锻炼，帮助提升心肺功能和血液血红蛋白水平。根据理论和实践检验，事后看来，我的准备工作不但不多余，反而还有所不足。

在从林芝到到拉萨的路上需翻越海拔约5000米拉山口，当时我就有了昏昏沉沉、乏力的反应，一开始还没太当回事，可是在下山后，高原反应逐渐严重。到拉萨后，在入住宾馆时头疼、发烧、呕吐，不得不于深夜去医院输液吸氧，直至凌晨才返回宾馆。但在随后的工作中，为了达成工作目标，我坚定信念一路坚持了下来，最后还能抗着高原反应攀登到海拔约5300米的高山上，确实磨练了坚韧的品质。

康马冰川测量有感

对面向冰湖溃决防灾的冰川表面形变监测而言，要取得创新性的成果实属不易。卫星SAR高分辨率数据能大区域、快速、低成本获得冰川运动信息，其能力仅靠地面工作是无法比拟的。但就卫星遥感结果的验证而言，地面实地测量还是最好的选择。地基Lidar是当前最先进的地面近距离遥测手段之一，其应用的效率和便捷性都比传统地面测量方式提高甚多。尽管这样，在高原地区实施星-地同步测量实属不易，不仅合适装备和工作平台来之不易，艰辛的工作更非具有野战军精神的科技人员不可。

我与野外队苦中作乐，特录小诗《康马冰川测量有感》一首以作纪念。

托桑杰布起高原，精兵登临克阻险。

平措咧萨流细川，良器部署亦卓然。

咫尺激光查三维，天际微波测形变。

点云影像同比对，灾害环境共究参。

注: 托桑杰布，冰川旁高峰的藏语名；平措咧萨，所测冰川的藏语名。