林火面前，遙感產(chǎn)業(yè)“雙分辨率”難題待解
近日，亞馬遜雨林的火災引發(fā)全球關(guān)注。盡管已經(jīng)有證據顯示，今年的火災水平并不算十分異常，但根據巴西官方數據，今年的火災數已經(jīng)是“創(chuàng )紀錄”水平。
在全球視野中，無(wú)數衛星影像出現在媒體報道中。這讓很多人以為，遙感手段可以很好地管理火災，甚至很多人以為，只要利用遙感技術(shù)就可以提前發(fā)現火災，做到“防患于未然?！?/span>
事實(shí)上，確實(shí)有一些科學(xué)研究已經(jīng)可以進(jìn)行一定程度上的預測。例如在俄羅斯，來(lái)自托木斯克理工大學(xué)（Tomsk Polytechnic University）的科學(xué)家們在收集了氣象、露營(yíng)地和定居點(diǎn)和道路等信息后，結合Landsat-8衛星的圖像提供的植被信息，就制作出一張貝加爾湖附近森林火災發(fā)生危險等級的地圖。
但這樣的預測很難實(shí)現實(shí)時(shí)和精確的要求。中科院微小衛星創(chuàng )新研究院遙感衛星總體部總體技術(shù)室副主任張晟宇告訴泰伯網(wǎng)，遙感手段在火災的預測方面能起到的作用十分有限。在火情早期發(fā)現和監測方面，遙感在世界范圍內都被視為一種有效和經(jīng)濟的獲取大面積火災信息的手段。
在美國，美國宇航局（NASA）的一個(gè)工程師詹姆斯.麥金農（James MacKinnon）最近正在進(jìn)行一個(gè)科研項目，就是通過(guò)遙感衛星來(lái)發(fā)現早期火災，以遏制火災進(jìn)展。 他的方法很簡(jiǎn)單，就是在鴿子蛋衛星中加入智能軟件，并讓它們在飛越森林上方時(shí)拍攝彩色的照片。
但這樣的方案也存在一些能力上的不足。詹姆斯介紹，雖然一些拍攝任務(wù)已經(jīng)在進(jìn)行，但他利用的衛星每天只能拍攝一次，而且這些拍攝的數據也需要經(jīng)過(guò)計算機的處理。即使在最好的情況下，這一流程也需要幾個(gè)小時(shí)來(lái)完成，但這一過(guò)程只有在1小時(shí)之內完成才更有意義。
張晟宇也介紹，制約遙感在防火領(lǐng)域應用的一個(gè)原因就是衛星數量有限導致的時(shí)效性問(wèn)題。
舉例而言，每種遙感傳感器在火災探測方面都具有優(yōu)點(diǎn)和局限性。例如地球靜止環(huán)境業(yè)務(wù)衛星（GOES）可以頻繁地晝夜拍攝，最快可達到15分鐘一次。因此可以用于密切監視火災發(fā)展動(dòng)向，但它的空間分辨率和空間覆蓋卻較差，有時(shí)分辨率甚至低于4km。相比之下陸地衛星（Landsat）分辨率更優(yōu)，但重訪(fǎng)時(shí)間達到每16天一次，地理覆蓋面積也非常小。
中國資源衛星應用中心主任徐文表示，通過(guò)對高軌道的靜止軌道觀(guān)測衛星和低軌高分辨衛星綜合觀(guān)測，就能既做到對森林火災的實(shí)時(shí)監測，又能比較準確的定位，從而為救災提供支持。
因此，解決問(wèn)題的方法之一就是增加可用的遙感衛星數量。根據前沿產(chǎn)業(yè)研究院整理的數據，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，有效整合全球資源也是一種解決方案。為了有效利用世界各地的衛星，人們建立了幾個(gè)國際性的計劃，包括國際地圈生物圈計劃、數據和信息系統、全球火災產(chǎn)品、世界火災網(wǎng)、ASTR世界火災地圖集、歐洲森林火災信息系統（EFIS）、MODIS火災產(chǎn)品等。這些都是全球森林覆蓋物觀(guān)測計劃（GOFC）認可的活動(dòng)。
我國的遙感衛星服務(wù)也在走向國際。2013年，澳大利亞南威爾士州發(fā)生大面積森林大火，該州多地區火勢蔓延失控。應澳方請求，中國向其提供了有效的森林大火衛星遙感監測數據。這樣的合作已經(jīng)在中國多個(gè)遙感組織中形成了有效而常規的機制。
從需求方面出發(fā)，不同“用戶(hù)”的需求也不盡相同。對于火災而言，有信息需求的最主要“用戶(hù)”包括研究人員、火災管理者和消防員。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(shí)性。其中，火災管理者對于火災信息的及時(shí)獲取擁有最高的需求。
相關(guān)專(zhuān)家指出，獲取和傳遞火場(chǎng)信息的速度主要取決于是否建立了一個(gè)有效的火災監測管理系統；相對地，火災信息的準確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可能千差萬(wàn)別。
但盡管遙感手段可以為火災管理者提供豐富的信息，例如在近日引人關(guān)注的亞馬遜森林火災中，可以看到最宏觀(guān)的數據都出自空間信息相關(guān)機構。但有時(shí)真正的滅火效果取決于滅火技術(shù)、工程，甚至是管理者的政治立場(chǎng)。
NASA發(fā)布的8月11日亞馬遜流域的衛星影像，影像顯示火災產(chǎn)生了大量煙霧。
美國宇航局發(fā)布了多張8月亞馬遜流域的衛星影像，同時(shí)指出衛星觀(guān)測顯示，與過(guò)去15年相比，“亞馬遜河流域的總火災活動(dòng)”略低于平均水平。但巴西官方空間研究中心INPE則已發(fā)現近73000起火災，并稱(chēng)這一數字創(chuàng )下今年的記錄。有趣的是，8月初INPE的院長(cháng)剛剛被總統革職，理由是“INPE發(fā)布的數據不實(shí)，而且破壞了巴西的形象?！?/span>
文章來(lái)源：泰伯網(wǎng) 劉小賢 | 撰文
