採訪 / 許至雅 (科學推展中心執行編輯)．撰稿 / 鄭懋奇 (科學推展中心特約編輯)、蔡亞倫 副教授（臺大土木系空間資訊組）

審訂 / 蔡亞倫 副教授（臺大土木系空間資訊組）

打破「時」與「空」，衛星遙測的詩和遠方
　　「我認為衛星遙感探測，廣義而言也算是一種宇宙學，因為『宇』是空間，而『宙』則是時間。」有別於一般對衛星遙測的印象，大多限於防災應用、國土監測；蔡亞倫眼中的衛星遙測帶著詩意。他說衛星遙測的浪漫之處，可見於只要動個手指，就能重回尚未截彎取直的臺北市基隆河畔，見證他出生後已不復存在的原始河道；又或者，儘管人身在 25.0173° N 、121.5397° E 的臺大校園內，卻得以縱身閱覽此刻澳洲上空的雲霧是如何繚繞著。

　　「衛星遙測就是利用在天上飛的各種千奇百怪的衛星，來看地球上各種人事物。」他下了一個白話且率性的小結；而衛星遙測這整件事最令他著迷的，莫過於感覺到自己化身為「時空穿梭者」。自 NASA 在 1972 年和 1978 年分別發射第一顆光學衛星 Landsat-1 與雷達衛星 Seasat 後，衛星一直是為地球留下珍貴紀錄的空中之眼。藉著搭載於軌道上的衛星，遙測學者們不僅能徜徉於空間、將世界各地方隅盡收眼底；亦能自由逆行於時間的流動之上，窺探過去發生的種種雪泥鴻爪。

偏離軌道，敲開兒時嚮往的科學門
　　迷上衛星遙測，在蔡亞倫的生命中算是一次意外的旅程。當年在進入政大地政系就讀後，他本來打算效法父親當個勤奮守道的公務員，卻在大二那年輾轉得知國科會的大專生研究計畫機會。他想起小時候視科學家為「一個發明或發現全新事物的偉大人物」，便選擇跟隨內心嚮往，嘗試找教授指導。儘管過程中吃了不少閉門羹，幸得最終遇見林士淵老師提攜，蔡亞倫和衛星遙測的緣分，就此步上軌道。
　　蔡亞倫笑著說，雖然當年的計畫申請最終並未通過，但主動敲門的勇敢，也成為他漫漫科學旅程的起點。而今回首，蔡亞倫認為自己相當幸運，沒有特殊家世背景，卻能較同儕更早踏入研究領域，提早積累今日學術研究的基礎。在衛星遙測的看照下，他一路朝著「科學家」的方向走去，不僅獲得德國政府獎學金，最終也順利在德國太空總署（DLR）遙感探測中心取得博士學位。

穿雲破霧，微波雷達的透視術
　　蔡亞倫目前的研究主軸，延續他在德國攻讀博士的所學：利用各類衛星遙感探測資料，分析地球上自然環境與人為結構物的變化。他所使用的遙測資料諸如肉眼可見的可見光影像，以及肉眼無法捕捉的紅外光與微波。由於不同波段能偵測的事物表徵大相逕庭——可見光辨識形狀、熱紅外線感測溫度，而微波則能判斷材質的粗糙度——他認為，研究者應整合各類資訊、集眾家之長，才能對目標事物有最完整而透徹的理解。
　　在眾多衛星遙測技術中，蔡亞倫認為最值得玩味的是屬於微波波段的「合成孔徑雷達（SAR）」。傳統的光學遙測就像人類的眼睛，在太陽下山後或雲雨遮蔽時便會失去作用，SAR 卻擁有「日夜皆可施測、不受天氣影響」的優勢。它能像 X 光一樣穿透雲霧煙雨，對位處亞熱帶的臺灣來說格外受用，也能在防救災時提供快速應變的關鍵情資。
　　另一方面，由於雷達具備了類似 GPS/GNSS 系統中與距離相關的「相位（Phase）」資訊，因此研究團隊可以透過「差分干涉技術（InSAR）」，也就是取得兩張以上的 SAR 影像，就能以高達每年毫米等級（mm/yr）的精度分析地表或目標物是否發生變形與移動。這意味著團隊人員在研究室內，就能測量幾百公里外房屋的下陷情況，甚至是冰島火山的隆起現象。

記錄沉陷與消退，衛星影像下的地貌
　　透過 SAR 技術，蔡亞倫和團隊近幾年在臺灣南北都有重大發現。一是大臺北地區以五股與新莊區沉陷最多，這與地下水位有密切關聯；二則是經分析地層下陷資料與稻作種植熱點時空，得出雲林與嘉義地區的下陷問題「不宜全盤歸咎於農業活動」。除了都會與農業區，蔡亞倫認為，在身為海洋國家的臺灣，海岸帶的監測也應是衛星遙測應用的重點。
　　近年投入海岸線監測的他，提及一個臺南曾文溪出海口的研究。在衛星影像記錄下，團隊發現自 1999 年至 2021 年間，該地海岸線平均每年向陸地退縮高達 44 公尺，導致河口的魚塭一塊塊地被海水蠶食鯨吞。不過，海岸線消退的現況不只發生在臺灣。另一個研究中，團隊觀測到過去三十年間，美國阿拉斯加永凍土海岸線約有 22% 處於加速侵蝕狀態；全球暖化導致北極海岸下陷的速度與範圍相當嚴峻。為了推廣衛星遙測資料的近用性，蔡亞倫與團隊發表了一款開源工具，全球使用者都能免費透過衛星影像，分析世界各地海岸線過去三十年間的變化，並希冀藉此助益全球海岸帶管理與永續保育的SDG目標。

跨域對話，走出象牙塔的共創
　　研究成果豐碩，蔡亞倫卻特別關注跨領域學者之間的溝通。他直言，每位學者的知識範圍都有其侷限與慣性，不走出舒適圈，研究成果只在同溫層裡流傳，難以跳脫既有的思考模式，而「活在自己建起的象牙塔內」。他認為，即便無法學會所有領域的知識，透過對話，仍能創造出 1+1 大於 2 的效果。
　　他積極參與國科會計畫，藉由和跨校、跨領域的學者溝通討教，整合自身專業，創造出新的科學體驗。例如，團隊利用空間解析度高達 50 公分的次米級 SAR 影像，首次觀測臺灣水庫的大壩變形。有別於傳統土木工程多依賴單一點位測量，衛星影像可提供大壩的完整資訊。透過比對不同年份蓄水與放水期的壩體變形特徵，結合傳統大地工程的數值模擬，我們得以推估水庫結構是否處於穩定的滲流狀態。
　　這份成功經驗，讓蔡亞倫的研究室將觸角延伸至桃園捷運路線、臺北市重要橋梁，以及北士科興建中高樓的變形偵測。他積極與國家地震工程研究中心（NCREE）、國家災害防救科技中心（NCDR）、國家太空中心（TASA）、中央研究院等單位的專家討論與合作，也由衷感謝臺大系上不同組別老師們的無私分享，讓他在跨域的過程中獲益良多。

遨遊時空，迎向衛星遙測的黃金年代
　　展望未來，蔡亞倫難掩興奮之情。他表示，現在可謂是衛星遙感探測的黃金年代。衛星遙測在過去五到十年間發展迅速，臺灣表現也可圈可點，再過幾年，由我們國家自主運作的第一顆 SAR 衛星「福爾摩沙衛星九號」即將升空；面對這樣一個產官學界皆急需人才與創新大腦的時代，蔡亞倫鼓勵年輕學子把握時機投入。
　　「不用把研究想得太恐怖或艱深，你跟它培養感情，最終做研究就會跟呼吸一樣自在自適。」蔡亞倫如此勉勵研究生。他相信，唯有真正動手去做，才能確認自己的興趣所在；而熱情往往也是在「開始做之後」才會慢慢萌芽。科學研究有它固有的邏輯與方法，但重點是累積經驗，把握學習的機會。「一起加入衛星遙測的行列，遨遊在時空之間，成為時空的穿梭者。」訪談結束前，蔡亞倫以充滿朝氣的聲音說道。一如大二那年的他，依舊以純粹勇敢的態度，敲開科學研究的門。