林火面前，遙感産(chǎn)業“雙分(fēn)辨率”難題待解
近日，亞馬遜雨林的火災引發全球關注。盡管已經有(yǒu)證據顯示，今年的火災水平并不算十分(fēn)異常，但根據巴西官方數據，今年的火災數已經是“創紀錄”水平。
在全球視野中(zhōng)，無數衛星影像出現在媒體(tǐ)報道中(zhōng)。這讓很(hěn)多(duō)人以為(wèi)，遙感手段可(kě)以很(hěn)好地管理(lǐ)火災，甚至很(hěn)多(duō)人以為(wèi)，隻要利用(yòng)遙感技(jì )術就可(kě)以提前發現火災，做到“防患于未然。”
事實上，确實有(yǒu)一些科(kē)學(xué)研究已經可(kě)以進行一定程度上的預測。例如在俄羅斯，來自托木(mù)斯克理(lǐ)工(gōng)大學(xué)（Tomsk Polytechnic University）的科(kē)學(xué)家們在收集了氣象、露營地和定居點和道路等信息後，結合Landsat-8衛星的圖像提供的植被信息，就制作(zuò)出一張貝加爾湖(hú)附近森林火災發生危險等級的地圖。
但這樣的預測很(hěn)難實現實時和精(jīng)确的要求。中(zhōng)科(kē)院微小(xiǎo)衛星創新(xīn)研究院遙感衛星總體(tǐ)部總體(tǐ)技(jì )術室副主任張晟宇告訴泰伯網，遙感手段在火災的預測方面能(néng)起到的作(zuò)用(yòng)十分(fēn)有(yǒu)限。在火情早期發現和監測方面，遙感在世界範圍内都被視為(wèi)一種有(yǒu)效和經濟的獲取大面積火災信息的手段。
在美國(guó)，美國(guó)宇航局（NASA）的一個工(gōng)程師詹姆斯.麥金農（James MacKinnon）最近正在進行一個科(kē)研項目，就是通過遙感衛星來發現早期火災，以遏制火災進展。 他(tā)的方法很(hěn)簡單，就是在鴿子蛋衛星中(zhōng)加入智能(néng)軟件，并讓它們在飛越森林上方時拍攝彩色的照片。
但這樣的方案也存在一些能(néng)力上的不足。詹姆斯介紹，雖然一些拍攝任務(wù)已經在進行，但他(tā)利用(yòng)的衛星每天隻能(néng)拍攝一次，而且這些拍攝的數據也需要經過計算機的處理(lǐ)。即使在最好的情況下，這一流程也需要幾個小(xiǎo)時來完成，但這一過程隻有(yǒu)在1小(xiǎo)時之内完成才更有(yǒu)意義。
張晟宇也介紹，制約遙感在防火領域應用(yòng)的一個原因就是衛星數量有(yǒu)限導緻的時效性問題。
舉例而言，每種遙感傳感器在火災探測方面都具(jù)有(yǒu)優點和局限性。例如地球靜止環境業務(wù)衛星（GOES）可(kě)以頻繁地晝夜拍攝，最快可(kě)達到15分(fēn)鍾一次。因此可(kě)以用(yòng)于密切監視火災發展動向，但它的空間分(fēn)辨率和空間覆蓋卻較差，有(yǒu)時分(fēn)辨率甚至低于4km。相比之下陸地衛星（Landsat）分(fēn)辨率更優，但重訪時間達到每16天一次，地理(lǐ)覆蓋面積也非常小(xiǎo)。
中(zhōng)國(guó)資源衛星應用(yòng)中(zhōng)心主任徐文(wén)表示，通過對高軌道的靜止軌道觀測衛星和低軌高分(fēn)辨衛星綜合觀測，就能(néng)既做到對森林火災的實時監測，又(yòu)能(néng)比較準确的定位，從而為(wèi)救災提供支持。
因此，解決問題的方法之一就是增加可(kě)用(yòng)的遙感衛星數量。根據前沿産(chǎn)業研究院整理(lǐ)的數據，從2014年-2018年全球活躍遙感衛星的數量一直在快速增長(cháng)，從2014年的192顆增長(cháng)到2018年4月的684顆。
此外，有(yǒu)效整合全球資源也是一種解決方案。為(wèi)了有(yǒu)效利用(yòng)世界各地的衛星，人們建立了幾個國(guó)際性的計劃，包括國(guó)際地圈生物(wù)圈計劃、數據和信息系統、全球火災産(chǎn)品、世界火災網、ASTR世界火災地圖集、歐洲森林火災信息系統（EFIS）、MODIS火災産(chǎn)品等。這些都是全球森林覆蓋物(wù)觀測計劃（GOFC）認可(kě)的活動。
我國(guó)的遙感衛星服務(wù)也在走向國(guó)際。2013年，澳大利亞南威爾士州發生大面積森林大火，該州多(duō)地區(qū)火勢蔓延失控。應澳方請求，中(zhōng)國(guó)向其提供了有(yǒu)效的森林大火衛星遙感監測數據。這樣的合作(zuò)已經在中(zhōng)國(guó)多(duō)個遙感組織中(zhōng)形成了有(yǒu)效而常規的機制。
從需求方面出發，不同“用(yòng)戶”的需求也不盡相同。對于火災而言，有(yǒu)信息需求的最主要“用(yòng)戶”包括研究人員、火災管理(lǐ)者和消防員。對于不同人而言信息的意義也不盡相同，主要取決于信息傳遞的及時性。其中(zhōng)，火災管理(lǐ)者對于火災信息的及時獲取擁有(yǒu)最高的需求。
相關專家指出，獲取和傳遞火場信息的速度主要取決于是否建立了一個有(yǒu)效的火災監測管理(lǐ)系統；相對地，火災信息的準确性則主要取決于火災探測的算法。不同算法得出的信息甚至也有(yǒu)可(kě)能(néng)千差萬别。
但盡管遙感手段可(kě)以為(wèi)火災管理(lǐ)者提供豐富的信息，例如在近日引人關注的亞馬遜森林火災中(zhōng)，可(kě)以看到最宏觀的數據都出自空間信息相關機構。但有(yǒu)時真正的滅火效果取決于滅火技(jì )術、工(gōng)程，甚至是管理(lǐ)者的政治立場。
NASA發布的8月11日亞馬遜流域的衛星影像，影像顯示火災産(chǎn)生了大量煙霧。
美國(guó)宇航局發布了多(duō)張8月亞馬遜流域的衛星影像，同時指出衛星觀測顯示，與過去15年相比，“亞馬遜河流域的總火災活動”略低于平均水平。但巴西官方空間研究中(zhōng)心INPE則已發現近73000起火災，并稱這一數字創下今年的記錄。有(yǒu)趣的是，8月初INPE的院長(cháng)剛剛被總統革職，理(lǐ)由是“INPE發布的數據不實，而且破壞了巴西的形象。”
文(wén)章來源：泰伯網 劉小(xiǎo)賢 | 撰文(wén)
