林(lín)火面前，遙感産業“雙分(fēn)辨率”難題待解
近日，亞馬遜雨(yǔ)林(lín)的(de)火災引發全球關注。盡管已經有證據顯示，今年的(de)火災水(shuǐ)平并不算(suàn)十分(fēn)異常，但根據巴西官方數據，今年的(de)火災數已經是“創紀錄”水(shuǐ)平。
在全球視野中，無數衛星影(yǐng)像出現在媒體報道中。這讓很多(duō)人(rén)以爲，遙感手段可(kě)以很好地管理(lǐ)火災，甚至很多(duō)人(rén)以爲，隻要利用(yòng)遙感技術就可(kě)以提前發現火災，做(zuò)到“防患于未然。”
事實上，确實有一些科學研究已經可(kě)以進行一定程度上的(de)預測。例如在俄羅斯，來自托木(mù)斯克理(lǐ)工大(dà)學（Tomsk Polytechnic University）的(de)科學家們在收集了(le)氣象、露營地和(hé)定居點和(hé)道路等信息後，結合Landsat-8衛星的(de)圖像提供的(de)植被信息，就制作出一張貝加爾湖附近森林(lín)火災發生危險等級的(de)地圖。
但這樣的(de)預測很難實現實時和(hé)精确的(de)要求。中科院微小衛星創新研究院遙感衛星總體部總體技術室副主任張晟宇告訴泰伯網，遙感手段在火災的(de)預測方面能起到的(de)作用(yòng)十分(fēn)有限。在火情早期發現和(hé)監測方面，遙感在世界範圍内都被視爲一種有效和(hé)經濟的(de)獲取大(dà)面積火災信息的(de)手段。
在美(měi)國，美(měi)國宇航局（NASA）的(de)一個工程師詹姆斯.麥金農（James MacKinnon）最近正在進行一個科研項目，就是通(tōng)過遙感衛星來發現早期火災，以遏制火災進展。 他(tā)的(de)方法很簡單，就是在鴿子蛋衛星中加入智能軟件，并讓它們在飛越森林(lín)上方時拍(pāi)攝彩色的(de)照(zhào)片。
但這樣的(de)方案也(yě)存在一些能力上的(de)不足。詹姆斯介紹，雖然一些拍(pāi)攝任務已經在進行，但他(tā)利用(yòng)的(de)衛星每天隻能拍(pāi)攝一次，而且這些拍(pāi)攝的(de)數據也(yě)需要經過計算(suàn)機的(de)處理(lǐ)。即使在最好的(de)情況下(xià)，這一流程也(yě)需要幾個小時來完成，但這一過程隻有在1小時之内完成才更有意義。
張晟宇也(yě)介紹，制約遙感在防火領域應用(yòng)的(de)一個原因就是衛星數量有限導緻的(de)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有優點和(hé)局限性。例如地球靜止環境業務衛星（GOES）可(kě)以頻繁地晝夜拍(pāi)攝，最快(kuài)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(de)空間分(fēn)辨率和(hé)空間覆蓋卻較差，有時分(fēn)辨率甚至低于4km。相比之下(xià)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(yě)非常小。
中國資源衛星應用(yòng)中心主任徐文表示，通(tōng)過對高(gāo)軌道的(de)靜止軌道觀測衛星和(hé)低軌高(gāo)分(fēn)辨衛星綜合觀測，就能既做(zuò)到對森林(lín)火災的(de)實時監測，又能比較準确的(de)定位，從而爲救災提供支持。
因此，解決問題的(de)方法之一就是增加可(kě)用(yòng)的(de)遙感衛星數量。根據前沿産業研究院整理(lǐ)的(de)數據，從2014年-2018年全球活躍遙感衛星的(de)數量一直在快(kuài)速增長，從2014年的(de)192顆增長到2018年4月(yuè)的(de)684顆。
此外，有效整合全球資源也(yě)是一種解決方案。爲了(le)有效利用(yòng)世界各地的(de)衛星，人(rén)們建立了(le)幾個國際性的(de)計劃，包括國際地圈生物(wù)圈計劃、數據和(hé)信息系統、全球火災産品、世界火災網、ASTR世界火災地圖集、歐洲森林(lín)火災信息系統（EFIS）、MODIS火災産品等。這些都是全球森林(lín)覆蓋物(wù)觀測計劃（GOFC）認可(kě)的(de)活動。
我國的(de)遙感衛星服務也(yě)在走向國際。2013年，澳大(dà)利亞南(nán)威爾士州發生大(dà)面積森林(lín)大(dà)火，該州多(duō)地區火勢蔓延失控。應澳方請求，中國向其提供了(le)有效的(de)森林(lín)大(dà)火衛星遙感監測數據。這樣的(de)合作已經在中國多(duō)個遙感組織中形成了(le)有效而常規的(de)機制。
從需求方面出發，不同“用(yòng)戶”的(de)需求也(yě)不盡相同。對于火災而言，有信息需求的(de)最主要“用(yòng)戶”包括研究人(rén)員、火災管理(lǐ)者和(hé)消防員。對于不同人(rén)而言信息的(de)意義也(yě)不盡相同，主要取決于信息傳遞的(de)及時性。其中，火災管理(lǐ)者對于火災信息的(de)及時獲取擁有最高(gāo)的(de)需求。
相關專家指出，獲取和(hé)傳遞火場信息的(de)速度主要取決于是否建立了(le)一個有效的(de)火災監測管理(lǐ)系統；相對地，火災信息的(de)準确性則主要取決于火災探測的(de)算(suàn)法。不同算(suàn)法得(de)出的(de)信息甚至也(yě)有可(kě)能千差萬别。
但盡管遙感手段可(kě)以爲火災管理(lǐ)者提供豐富的(de)信息，例如在近日引人(rén)關注的(de)亞馬遜森林(lín)火災中，可(kě)以看到最宏觀的(de)數據都出自空間信息相關機構。但有時真正的(de)滅火效果取決于滅火技術、工程，甚至是管理(lǐ)者的(de)政治立場。
NASA發布的(de)8月(yuè)11日亞馬遜流域的(de)衛星影(yǐng)像，影(yǐng)像顯示火災産生了(le)大(dà)量煙霧。
美(měi)國宇航局發布了(le)多(duō)張8月(yuè)亞馬遜流域的(de)衛星影(yǐng)像，同時指出衛星觀測顯示，與過去15年相比，“亞馬遜河(hé)流域的(de)總火災活動”略低于平均水(shuǐ)平。但巴西官方空間研究中心INPE則已發現近73000起火災，并稱這一數字創下(xià)今年的(de)記錄。有趣的(de)是，8月(yuè)初INPE的(de)院長剛剛被總統革職，理(lǐ)由是“INPE發布的(de)數據不實，而且破壞了(le)巴西的(de)形象。”
