大学班级如何追踪奥萨马·本·拉登

2008 年，加州大学洛杉矶分校汤姆·吉莱斯皮 (Tom Gillespie) 地理课上的学生们正在构思一些课堂项目。一名学生想计算苏丹难民营规模的变化。另一名学生认为，他可以通过查看巴格达夜间的航拍图像来衡量伊拉克军事增兵的有效性。为了实施这些项目，学生们计划采用吉莱斯皮教授的方法和系统，主要是地理信息系统 (GIS)、遥感和 GPS。这些基于卫星的工具使最艰巨的任务看起来也有可能，所以当有人（吉莱斯皮不记得是谁了）提出这个问题时，大家并不完全感到惊讶：为什么不试着找到奥萨马·本·拉登呢？“科学界还没有尝试找出他在哪里，”吉莱斯皮说。“所以我告诉学生们，‘听着，伙计们，如果你们认真对待这件事，我会的。’”

本科生能思考这样的问题，反映出地理学在过去十年中经历的根本性变革。自 2000 年以来，进入轨道的地球观测卫星数量几乎与 NASA 前几年发射的数量相当——总共约 73 颗。由此产生的大部分高分辨率图像已向公众开放。随着 GIS（一种旨在整合地理数据和图像软件的制图系统）和遥感（使用雷达、声纳和激光等航空传感器来探测和分类物体）的出现，科学家们已经能够做任何事情，从绘制达尔富尔村庄级毁坏情况到帮助葡萄园主监测葡萄藤的健康和产量。吉莱斯皮研究夏威夷濒危植物，他的一个项目是根据气候变化情景预测州花Hibiscus brackenridgei的未来分布情况。“我们已经让所有这些卫星升空，所有这些信息现在都可以使用了，”他说。 “现在的问题只是你想以一种聪明的方式提出什么问题，然后尝试解决。”

为了搜寻本·拉登，吉莱斯皮的学生运用了两种理论来绘制和预测动植物的分布范围。“距离衰减”理论认为，当一个物种从给定位置迁徙得越远，在附近找到相同密度物种的概率就会下降。“岛屿生物地理学”理论认为，动物在大岛之间近距离迁徙的频率更高，因此大岛比孤立的小岛拥有更多种类的物种。本·拉登既不是雪貂也不是木槿，但如果这些理论适用于濒危物种，那么也许它们也适用于在逃的犯罪主谋。如果本·拉登走得很远——比如说，到巴基斯坦或印度较为世俗的地区——他就会发现自己身处一个有着不同宗教和政治信仰的人的地方，从而增加了他被捕或被杀的机会（距离衰减）。而且他在小城镇或偏僻村庄被发现的可能性更大（岛屿生物地理学）。吉列斯皮的学生推断，这名基地组织领导人很可能定居在距离他最后已知的藏身之处——阿富汗东部的托拉博拉洞穴群不远的一座大城市。

如果这些理论适用于濒危物种，那么也许它们也适用于在逃的犯罪主谋。然后，他们根据卫星图像创建了距离衰减概率图，并确定本·拉登居住在巴基斯坦七个联邦直辖部落地区之一的可能性为 86.6%。其中，库拉姆距离托拉博拉最近，该班确定了 26 个“城市岛屿”，其最大城市是帕拉奇纳尔。从政治角度和简单的常识来看，吉莱斯皮认为这座城市非常适合这位全球头号通缉的恐怖分子。在苏联占领阿富汗期间，帕拉奇纳尔曾是圣战者的藏身之处，更普遍地说，这些高度自治的部落长期以来一直为激进的伊斯兰主义者提供庇护。

一旦他们想好了要找哪个城市，班上的学生就开始进一步深入研究，他们列出了本·拉登的“人生经历特征”——他身高 6 英尺 4 英寸，透析机需要电力，还有他的保镖。高分辨率图像显示，帕拉奇纳尔的住宅比其他城市更宽敞，其中三座建筑完全符合标准。吉莱斯皮在随后发表在《麻省理工学院国际评论》上的一篇论文中写道：“如果按照我们的方法，人们就会预测他住在这三座建筑中的其中一座。”

去年 5 月，美国海豹突击队突袭了本·拉登的住所，吉莱斯皮的课堂假设是否站得住脚？他们并没有完全证实。本·拉登的最后一战发生在距帕拉奇纳尔以东约 278 英里的阿伯塔巴德。不过，吉莱斯皮说他的学生还是得出了几个关键结论。“他身处城市，这一点完全正确，而且他所住的院落几乎和我们描述的一模一样，”吉莱斯皮说。“一直有传言说他住在山洞里。我们证明了事实并非如此。”

地理专业的学生很抢手。不仅军方和情报部门在招募吉莱斯皮班上的学生——“我让穿黑西装的人到我的办公室对我的学生进行背景调查”——公园和娱乐部门也需要评估航空资源，城市交通部门希望开通新的公交路线，银行希望确定 ATM 的最佳位置。军方官员还要求在加州大学洛杉矶分校休假，以进一步学习遥感和生物地理学。但所有这些关注并没有让吉莱斯皮感到困扰。“我太忙了，想拯救夏威夷的树木，”他说。

为了找到联邦调查局的头号通缉犯，地理学教授汤姆·吉莱斯皮和他的学生从美国宇航局的陆地卫星计划和航天飞机雷达地形测绘任务下载了托拉博拉（本·拉登最后被发现的地点）的 3D 模型。接下来，他们将物种移动理论应用于图像，为他们提供可能的搜索区域。为了缩小搜索范围，班上的学生找到了该地区最大的城市。然后，他们以大约 16 美元的价格从政府的国防气象卫星购买了夜间图像。追踪夜间灯光的光芒可以很好地了解人口密度。最后，班上的学生放大了可能居住基地组织头目的单个建筑物，以 1,000 美元的价格从一颗商业卫星购买了图像。“所有数据都在那里，”吉莱斯皮说。“只是要知道在哪里寻找以及如何使用它的问题。”

工作原理：缩小范围

全球的

从本·拉登最后被发现的地点——托拉博拉洞穴开始，学生们计算出，该恐怖分子有 86.6% 的可能性藏匿在附近的七个部落地区之一。

区域

然后，他们绘制了一张从托拉博拉向四周辐射的指数衰减图：距离洞穴越远，本·拉登出现在那里的可能性就越小。学生们利用夜光图像评估城市地区，找到了距离本·拉登最后出现地点不远的所有城市。

当地的

该课程使用了目标城市的 QuickBird 图像。QuickBird 是一颗商业卫星，出售亚米级（精确到一米以内）的地球图像。然后，他们根据身高、健康状况和随从（他的多名保镖）等特征扫描了可能藏匿本·拉登的建筑物。

工具包

陆地卫星 ETM PLUS

美国宇航局的增强型专题制图仪增强版可以测量地球对太阳辐射的反射，从而实时生成土地利用信息，每 114 x 106 英里的区域可生成 3.8 千兆字节的信息（上图：巴布亚新几内亚）。

航天飞机雷达地形测量任务

2000 年 2 月 11 日，奋进号航天飞机发射升空。机上搭载了两台合成孔径雷达。在为期 11 天的任务中，雷达收集了地球 80% 区域的高分辨率数字地形数据，精度达到厘米级（上图：堪察加半岛）。

国防气象卫星

美国国防部发射、空军运行的四颗卫星利用可见光和红外光收集大气状况图像（上图：夜晚的欧洲）。