科學人雜誌
中研院-研之有物

用性命換來的科學情報
機密「黑貓中隊」冷戰偵查照 化身GIS地理圖資

2021/07/21 中央研究院企劃製作
本文節錄自中央研究院「研之有物」科普平臺
▲黑貓中隊 U-2 航拍照。任務編號:GRC-178 ╱ 飛行員:葉常棣 ╱ 目標位置:北京市西北地區 目標座標:40°21’N 116°00’E(圖:中研院地理資訊科學研究專題中心)


1960年代,臺灣一支機密部隊「空軍第35中隊」,擔負偵查中國情資的重任。飛行員駕駛毫無武裝與補給的U-2 偵察機,執行多達220次任務,被暱稱為「黑貓中隊」。28位飛行員中,10人殉職,2人遭共軍俘虜。他們用性命換回的3,000多捲底片,被列為最高機密,在任務結束後沒入歷史洪流。

這批珍貴的空照圖資塵封20多年,直到1998年中央研究院與國防部簽訂「飛遠專案」數位典藏合作計畫,才得以重見天日。中研院協助將老舊航空照片圖資數位化,計畫持續至今,已建置全球最大的中國與臺灣地理資訊資料庫。該計畫由中研院地理資訊科學研究專題中心推動,黑貓中隊涉險拍下的U-2航照圖,即是其中重要的典藏內容。


專題中心執行長,中研院史語所范毅軍研究員說:「一張圖勝過千言萬語。數位化不只為了典藏,而是結合地理資訊系統(GIS)技術,提供跨領域研究者重要的基礎資訊。」地理資訊系統運用座標,把人、事、物的資訊透過地理空間整併,只要將座標對齊,各項圖資都能整合進 GIS 系統。若再把時間向度納入,今昔的空間資訊便能一覽無遺。


U-2 航照圖雖不再有軍事情報價值,卻擁有不可限量的學術潛力:同一個地區、不同角度的航拍照,藉由GIS技術,即可從中獲取土地利用、海岸線、農地面積、道路等數據,甚至連房屋的容積都能計算出來。專題中心廖泫銘研究副技師說:「毅力號登陸火星,透過不同角度拍攝的照片,就能測量出火星地形,這方法稱 為『航空攝影測量』。」


Google把地圖當做載體,放入街道、店家等資料;中研院研究團隊則是把歷史航照圖當成數據材料,抽取具有研究價值的資訊,放進GIS內,如同製作歷史版的Google Map。


轉化GIS圖資大不易

圖資數位化概念上說來簡單,實際操作很困難。首先, U-2 航照圖極為特殊。偵察機配備的自動照相裝置,能左右擺動鏡頭連拍,除了機腹正下方的俯瞰視角,也能執行各種側拍角度。如此一來,飛行航道左右各300公里,都逃不過U-2的「貓眼」,確保單次任務就可拍攝到最大範圍,獲得最多情資。

「因為要連續拍攝8個小時,所以底片非常長,一整捲大概65 公尺。保存時,要剪成一段一段,一段就是一個roll(片捲)。」廖泫銘拿出比臉還大的底片說明。整捲底片放進掃描機,即使使用電腦自動化高精度、高解析度掃描,掃完一捲全片幅底片,也需1.5 天,而黑貓中隊拍攝多達3,000 捲底片。

但這段數位化工程竟只是最「輕鬆」的環節,後續的座標定位更是耗時費力。

黑貓中隊的飛行軌跡遍布東亞,當時沒有GPS,上千張照片,要怎麼知道地理座標為何?屬於哪次任務?即使查詢國防部紀錄也難以破解。因為當年所有人都僅為機密任務拼圖中的一小片:飛行員不清楚具體任務內容,僅知道飛行航線以及何時開關相機;沖曬官沖洗底片不問細節;判讀官檢視照片、辨識位置,不會記錄隸屬哪位飛行員、哪次任務。

研究者必須交叉比對影像、地圖、飛行員出勤紀錄、判讀報告、美國中央情報局(CIA)解密檔案,才能把每一張沒有座標、說明的歷史影像,轉化為科學研究的圖資。美國國家檔案館也有典藏一套U-2 中國偵查照底片,但迄今仍沒有數位化。相較之下,臺灣完整的數位典藏,讓東亞區域研究者不需大海撈針,可說是珍貴無比。

▲U-2 航拍示意圖。U-2 的相機能左右擺動鏡頭,連續拍攝不同角度。為了保持機身平衡,底片切成一半,一半往前滾動,一半往後滾動,因此每次任務會有兩大捲底片,沖洗後再拼接起來。 (圖:徐林先生拍攝提供)

GIS 技術保存文化資產 發揮科學價值

「GIS 不是萬能的,卻是很基礎的工作。」范毅軍以學術研究的「基本功」形容。透過GIS 技術整合各種空間資料,再加上時間向度,便能幫助研究者建構出虛擬的「時空框架」。無論考古、歷史、環境學家,皆能從中進行細部的社會調查,觀察聚落、環境的長時態變化,甚至能從當代回推到古代。

廖泫銘展示著一張張黑白U-2 航照圖。照片裡,山脈、河流、埤塘、飛機跑道與房屋聚落,清晰可見。「這是臺北市、這是遷移前的桃園空軍基地、這是青藏高原上的拉薩……」

廖泫銘從事地理資訊數位化工作20年,最大的感動是與黑貓中隊成員葉常棣的會面。葉常棣當年在江西遭共軍擊落,軟禁、勞改長達19年。他輾轉赴美後,直到2016年才返臺定居,不久後便離世。2010年,他在中研院首度見到當年拍下的偵查照。

「他們從來沒看過自己拍的照片,不能碰、不能問。」廖泫銘感性地說。「這些用性命換回來的圖資,我們保住了。」除了保存文化資產及發揮科學價值外,這項傳承,也深具人文意義。


# 關鍵字:中研院黑貓中隊GIS地理資訊
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