導演手札：
採訪過不少單位，但這次到 TASA 國家太空中心，算是見識到「門禁森嚴」。受訪者張立雨博士帶我進入內部前，得於電腦系統逐項填寫訪賓姓名、公司職稱、地址、電話、E-mail 等詳細資訊。等待的過程中，原本有點焦慮，因為查找資料時，總覺得太空、衛星、影像處理⋯⋯似乎不是那麼易懂。沒想到張立雨博士，陸海空全包，以衛星影像為天眼，超跨域的多元知識，涵蓋農業、海洋、防災救災等，根本是位說故事高手。
圖 1：張立雨博士（左）、魏鉉橙佐理研究員（中）與等比例福衛五號合影（林珮霖攝於國家太空中心）
農業影像辨識「泰」不易 分析「六萬張」衛星影像
如果要選出「看圖說故事」達人，經過這次採訪，我覺得 TASA國家太空中心「衛星資料處理組」應該無人能出其右；常言道：要成為某領域的專家，就要透過一萬小時的錘鍊。所以當我聽到，光是從 2021 年到 2024 年，和泰國國家科學院 (NSTDA) 和泰國國家電子與計算科技中心 (NECTEC) 的合作計畫（以泰國為範圍，利用臺灣資料立方，使用多元多時序遙測資料共同開發農業遙測影像辨識系統），光是分析泰國稻作和環境監測，得解讀出大約六萬張衛星影像，才能得出結論真的是崇拜不已。
這時張立雨博士娓娓道來，其實在此之前，泰國是用「人力」調查境內稻作資訊，平均「兩年」才能更新一次。但稻作一般三四個月就能收成，泰國可能一年三穫，所以這樣的更新速度緩不濟急。於是透過臺灣衛星影像的遙測能力，快速提升稻作調查，除了能及時更新糧食政策，也能維護糧食安全。所以這個計畫的第一階段著重在模式建構，先小區域試做，證明遙測影像分析的可行性；第二階段再把試做資料匯入平台 (Taiwan Data Cube)，再找泰國中部的一個省，進行大範圍試做；第三階段就是全泰國的稻作影像資料分析。
但所謂六萬張照片又該如何解讀？計畫中使用的衛星監測影像，搭配高解析度的臺灣福衛五號，還有中解析度的歐洲太空總署 Sentinel-2 或 Sentinel-1 的系列資料。理論上搭配 2 公尺高解析度像幅寬度 24 公里的福衛衛星影像以及 10~20 公尺中解析度像幅寬度超過 200 公里的 Sentinel 系列衛星影像，一起綜合進行多元多重解析度的衛星影像分析，才能達到資源最佳應用的目的。
不同於一般人看到衛星影像只是一張照片，張立雨博士眼中的衛星影像，可利用其近紅外光段之資訊判斷稻葉「細胞壁」的結構是否受損，並進而分析稻作的健康或災損狀態。張博士笑著說：「泰國不只要我們做『稻田』監測，連『蔗田』也希望我們能一起幫忙遙測。」
對於判讀方式，張博士繼續點出：「除了對照稻米和甘蔗的生長週期不同；再用衛星影像其中的近紅外光波段，這是植物在能量吸收上最不利用的波段，所以植物會一半反射，一半透射過細胞壁。萬一細胞壁結構受到外在作用並因而受損，此時前述在近紅外光波段上的作用不再存在，就能依此初步判斷植物健康與否；再對照 2019 年泰國用人工做出的『地真資料』，來交叉比對遙測影像判釋的精準度。」旁邊的同事魏鉉橙（佐理研究員）點出，此時可再搭配 Sentinel-2 衛星的「短波紅外波段」，再搭配「短波紅外波段」，檢視重要健康指標「含水量」多寡。簡言之，這六萬張對你我看來，像是無字天書的衛星影像照片，卻在張立雨博士解說下，成為泰國稻作精彩的生命故事解說。
圖 2：臺泰合作遙測影像偵測應用（國家太空中心提供）
合作組織出考題 考驗「天眼」靈不靈
其實不只和泰國合作，國家太空中心長年和財團法人國際合作發展基金會（簡稱國合會）「陸空聯手」，可是讓友邦國家的農民朋友們讚不絕口。舉例來說，2021 年哥倫比亞的香蕉園驚傳一小塊遭逢黃葉病侵害，導致農民緊張地砍了一大片蕉園，並在焚燒土壤後把蕉園整個隔絕起來，不准種香蕉。會如臨大敵是因為中南美洲從來沒有發生過這種病害，又知道臺灣早年曾遭逢此病害，且成功抗病，於是急忙向臺灣國合會尋求協助。
張立雨博士又近一步說明：「黃葉病就是葉子會枯黃，但致病機制是透過生存於泥土中的細菌破壞香蕉的輸水系統，一旦輸水系統受損，香蕉樹很快就會枯死。又因此細菌擴散極快，臺灣數十年前曾遇過一次並遭受重大損失。經過積極研發後，現在臺灣的香蕉都是抗黃葉病的品種。」
然而，香蕉在中南美洲不像臺灣是以水果為主的需求在進行栽種，而是當地的主食，因此萬一擴散不但是經濟會遭受重大損失，可能連糧食安全都會受到影響。所以中美洲農牧組織 OIRSA 就與國合會合作，由國合會負責陸地上的農業病蟲害防治，或是品種改良的研發。之後再由經由國合會的建議擴大監測層面，由國家太空中心負責大範圍從太空運用衛星影像來做植栽的病害監測，以達到早期預警的目的。
中美洲農牧組織 OIRSA 突發奇想，想測試看看臺灣的「天眼」到底多厲害？所以秘密的用除草劑，讓幾棵樹枯死，想測試看看到底能不能「看到」正確位置？張博士靦腆的說，因為是第一次遇到這種出題，還有點小緊張，怕要是沒「正確解題」怎麼辦。不過實力會說話，紀錄中顯示二月底撒下除草劑，大約一週樹木枯死，太空中心衛星資料處理組的同仁，隨即在三月初就比對出正確位置，證明靠衛星影像進行農作物監測，能夠非常及時且精確。光是從 2022 年 11 月到 2023 年 7 月，就發布 123 次正常通報，38 次異常通報。一系列在中美洲的大規模植物病害防治演練，已經完整驗證透過衛星監測及早期預警的可行性。
臺灣太空能量受矚目 衛星資源國際互助共享
只不過要監測的可不只農地，要理解的學問也不只農業。以現在的國際太空事業來說，透過相互合作勝過單打獨鬥。就如 2023 年在印尼舉辦的「第 29 屆亞太地區太空組織論壇」(The 29th Session of the Asia-Pacific Regional Space Agency Forum; APRSAF-29)，有來自各國的專家學者一起參與盛會，張博士點出那場會議中，臺灣的太空觀測能量，就被多國肯定且讚揚。
最著名的事件，就是 2023 年 2 月底在菲律賓發生的海上污染危機，有艘載有 80 萬公升燃料油的郵輪，在民答那峨島附近海域沈沒，漏油對於海洋生態衝擊相當嚴重。當時情況緊急，但菲律賓衛星能量不足，所以國際救援組織 Sentinel-Asia 對成員發出緊急觀測需求。
又因為每個衛星設計的重複觀測週期都不同，所以第一張是泰國衛星拍到，但只有我們的福衛五號是兩天一次，所以剛開始最重要的八天中，關鍵的四張衛星照片，後三張都是臺灣的國家太空中心提供。此時張博士指出：「因為黏滯度的關係，油在海面上剛開始外漏時，非常黏只是細細一條不會擴散。但和海水交互作用後，經乳化會減低黏滯度，所以原本的第二天、第四天、第六天污染面積都是慢慢擴大（2.9km² → 3.5km² → 4.4km²）。但到第八天，卻像是在海面上大爆炸似的迅速擴大漏油污染區域，達到 11.39 平方公里。」也就是因為這次的國際互助緊急觀測，讓國際友人相當肯定臺灣的衛星影像監測能力。
圖 4：菲國漏油危機海岸浮油識別與偵測（國家太空中心提供）
整個訪問涵括陸海空，關照面向從農業、海洋、野火、崩塌地等等監測，要解讀衛星影像，光是上知天文下知地理，好像還遠遠不夠，所以忍不住問張立雨博士工作壓力會不會很大？他眯眯眼笑著說：「衛星資料處理組只是 TASA 中的其中一組，其他還非常多、非常多的人員分別在各組中負責製造火箭、製造衛星、整合測試…，大家都有專精的技術缺一不可。這就是在太空中心工作，很有趣的地方，因為超級跨領域，隔行如隔山。」 但我心裡忖度，也許這句話「誰知盤中飧，粒粒皆辛苦」，以後除了感恩農夫之外，還要感謝一群，能解讀「天眼」的衛星資料影像專家，透過國際合作互助，守護著稻田、果園、海洋，替你我的糧食安全、防災減災避災默默把關。
圖 5：張立雨博士與發射福衛七號獵鷹重型火箭模型合影（林珮霖攝）
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圖 6：張立雨博士解釋衛星影像資料處理系統（林珮霖攝）
專欄作者介紹
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林珮霖
輔大哲學系、臺大政治所碩士畢業，身兼人文素養與政治敏感度，近幾年與政府機關合作拍攝許多政策宣傳影片。目前身兼多職，是湛地盤總監、紀錄片導演，同時也是一位 Podcaster 節目名稱為〈人話翻譯機〉。過去曾擔任過多家媒體記者及節目主持人（TVBS、東森、大愛），並在大愛電視台憑〈窮人天使－尤努斯〉，入圍第一屆金輪獎電視新聞報導獎。