林火面前，遥感产业“双分辨率”难题待解

泰伯网 刘小贤 | 撰文

近日，亚马逊雨林的火灾引发全球关注。尽管已经有证据显示，今年的火灾水平并不算十分异常，但根据巴西官方数据，今年的火灾数已经是“创纪录”水平。

在全球视野中，无数卫星影像出现在媒体报道中。这让很多人以为，遥感手段可以很好地管理火灾，甚至很多人以为，只要利用遥感技术就可以提前发现火灾，做到“防患于未然。”

事实上，确实有一些科学研究已经可以进行一定程度上的预测。例如在俄罗斯，来自托木斯克理工大学（Tomsk Polytechnic University）的科学家们在收集了气象、露营地和定居点和道路等信息后，结合Landsat-8卫星的图像提供的植被信息，就制作出一张贝加尔湖附近森林火灾发生危险等级的地图。

但这样的预测很难实现实时和精确的要求。中科院微小卫星创新研究院遥感卫星总体部总体技术室副主任张晟宇告诉泰伯网，遥感手段在火灾的预测方面能起到的作用十分有限。在火情早期发现和监测方面，遥感在世界范围内都被视为一种有效和经济的获取大面积火灾信息的手段。

在美国，美国宇航局（NASA）的一个工程师詹姆斯.麦金农（James MacKinnon）最近正在进行一个科研项目，就是通过遥感卫星来发现早期火灾，以遏制火灾进展。他的方法很简单，就是在鸽子蛋卫星中加入智能软件，并让它们在飞越森林上方时拍摄彩色的照片。

但这样的方案也存在一些能力上的不足。詹姆斯介绍，虽然一些拍摄任务已经在进行，但他利用的卫星每天只能拍摄一次，而且这些拍摄的数据也需要经过计算机的处理。即使在最好的情况下，这一流程也需要几个小时来完成，但这一过程只有在1小时之内完成才更有意义。

张晟宇也介绍，制约遥感在防火领域应用的一个原因就是卫星数量有限导致的时效性问题。

举例而言，每种遥感传感器在火灾探测方面都具有优点和局限性。例如地球静止环境业务卫星（GOES）可以频繁地昼夜拍摄，最快可达到15分钟一次。因此可以用于密切监视火灾发展动向，但它的空间分辨率和空间覆盖却较差，有时分辨率甚至低于4km。相比之下陆地卫星（Landsat）分辨率更优，但重访时间达到每16天一次，地理覆盖面积也非常小。

中国资源卫星应用中心主任徐文表示，通过对高轨道的静止轨道观测卫星和低轨高分辨卫星综合观测，就能既做到对森林火灾的实时监测，又能比较准确的定位，从而为救灾提供支持。

因此，解决问题的方法之一就是增加可用的遥感卫星数量。根据前沿产业研究院整理的数据，从2014年-2018年全球活跃遥感卫星的数量一直在快速增长，从2014年的192颗增长到2018年4月的684颗。

此外，有效整合全球资源也是一种解决方案。为了有效利用世界各地的卫星，人们建立了几个国际性的计划，包括国际地圈生物圈计划、数据和信息系统、全球火灾产品、世界火灾网、ASTR世界火灾地图集、欧洲森林火灾信息系统（EFIS）、MODIS火灾产品等。这些都是全球森林覆盖物观测计划（GOFC）认可的活动。

我国的遥感卫星服务也在走向国际。2013年，澳大利亚南威尔士州发生大面积森林大火，该州多地区火势蔓延失控。应澳方请求，中国向其提供了有效的森林大火卫星遥感监测数据。这样的合作已经在中国多个遥感组织中形成了有效而常规的机制。

从需求方面出发，不同“用户”的需求也不尽相同。对于火灾而言，有信息需求的最主要“用户”包括研究人员、火灾管理者和消防员。对于不同人而言信息的意义也不尽相同，主要取决于信息传递的及时性。其中，火灾管理者对于火灾信息的及时获取拥有最高的需求。

相关专家指出，获取和传递火场信息的速度主要取决于是否建立了一个有效的火灾监测管理系统；相对地，火灾信息的准确性则主要取决于火灾探测的算法。不同算法得出的信息甚至也有可能千差万别。

但尽管遥感手段可以为火灾管理者提供丰富的信息，例如在近日引人关注的亚马逊森林火灾中，可以看到最宏观的数据都出自空间信息相关机构。但有时真正的灭火效果取决于灭火技术、工程，甚至是管理者的政治立场。

NASA发布的8月11日亚马逊流域的卫星影像，影像显示火灾产生了大量烟雾。

美国宇航局发布了多张8月亚马逊流域的卫星影像，同时指出卫星观测显示，与过去15年相比，“亚马逊河流域的总火灾活动”略低于平均水平。但巴西官方空间研究中心INPE则已发现近73000起火灾，并称这一数字创下今年的记录。有趣的是，8月初INPE的院长刚刚被总统革职，理由是“INPE发布的数据不实，而且破坏了巴西的形象。”

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