林火面前，遙感産業“雙分辨率”難題待解
近日，亞馬遜雨林的(de)火災引發全球關注。盡管已經有證據顯示，今年(nián)的(de)火災水平并不算十分異常，但根據巴西官方數據，今年(nián)的(de)火災數已經是“創紀錄”水平。
在全球視(shì)野中，無數衛星影像出現在媒體報道(dào)中。這讓很多人以為(wèi)，遙感手段可(kě)以很好地(dì)管理(lǐ)火災，甚至很多人以為(wèi)，隻要利用遙感技術就可(kě)以提前發現火災，做(zuò)到“防患于未然。”
事實上，确實有一(yī)些科學(xué)研究已經可(kě)以進行一(yī)定程度上的(de)預測。例如(rú)在俄羅斯，來自(zì)托木斯克理(lǐ)工大學(xué)（Tomsk Polytechnic University）的(de)科學(xué)家們在收集了氣象、露營地(dì)和(hé)定居點和(hé)道(dào)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(yī)張貝加爾湖附近森林火災發生危險等級的(de)地(dì)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)作用十分有限。在火情早期發現和(hé)監測方面，遙感在世界範圍內(nèi)都被視(shì)為(wèi)一(yī)種有效和(hé)經濟的(de)獲取大面積火災信息的(de)手段。
在美國(guó)，美國(guó)宇航局（NASA）的(de)一(yī)個工程師詹姆斯.麥金農（James MacKinnon）最近正在進行一(yī)個科研項目，就是通過遙感衛星來發現早期火災，以遏制火災進展。 他的(de)方法很簡單，就是在鴿子(zǐ)蛋衛星中加入智能軟件，并讓它們在飛(fēi)越森林上方時拍攝彩色的(de)照片。
但這樣的(de)方案也存在一(yī)些能力上的(de)不足。詹姆斯介紹，雖然一(yī)些拍攝任務已經在進行，但他利用的(de)衛星每天隻能拍攝一(yī)次，而且這些拍攝的(de)數據也需要經過計算機的(de)處理(lǐ)。即使在最好的(de)情況下，這一(yī)流程也需要幾個小時來完成，但這一(yī)過程隻有在1小時之內(nèi)完成才更有意義。
張晟宇也介紹，制約遙感在防火領域應用的(de)一(yī)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(rú)地(dì)球靜止環境業務衛星（GOES）可(kě)以頻繁地(dì)晝夜拍攝，最快可(kě)達到15分鍾一(yī)次。因此可(kě)以用于密切監視(shì)火災發展動向，但它的(de)空間分辨率和(hé)空間覆蓋卻較差，有時分辨率甚至低(dī)于4km。相比之下陸地(dì)衛星（Landsat）分辨率更優，但重訪時間達到每16天一(yī)次，地(dì)理(lǐ)覆蓋面積也非常小。
中國(guó)資源衛星應用中心主任徐文表示，通過對高(gāo)軌道(dào)的(de)靜止軌道(dào)觀測衛星和(hé)低(dī)軌高(gāo)分辨衛星綜合觀測，就能既做(zuò)到對森林火災的(de)實時監測，又能比較準确的(de)定位，從而為(wèi)救災提供支持。
因此，解決問題的(de)方法之一(yī)就是增加可(kě)用的(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(nián)-2018年(nián)全球活躍遙感衛星的(de)數量一(yī)直在快速增長(cháng)，從2014年(nián)的(de)192顆增長(cháng)到2018年(nián)4月的(de)684顆。
此外，有效整合全球資源也是一(yī)種解決方案。為(wèi)了有效利用世界各地(dì)的(de)衛星，人們建立了幾個國(guó)際性的(de)計劃，包括國(guó)際地(dì)圈生物圈計劃、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(dì)圖集、歐洲森林火災信息系統（EFIS）、MODIS火災産品等。這些都是全球森林覆蓋物觀測計劃（GOFC）認可(kě)的(de)活動。
我國(guó)的(de)遙感衛星服務也在走向國(guó)際。2013年(nián)，澳大利亞南威爾士州發生大面積森林大火，該州多地(dì)區火勢蔓延失控。應澳方請求，中國(guó)向其提供了有效的(de)森林大火衛星遙感監測數據。這樣的(de)合作已經在中國(guó)多個遙感組織中形成了有效而常規的(de)機制。
從需求方面出發，不同“用戶”的(de)需求也不盡相同。對于火災而言，有信息需求的(de)最主要“用戶”包括研究人員、火災管理(lǐ)者和(hé)消防員。對于不同人而言信息的(de)意義也不盡相同，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一(yī)個有效的(de)火災監測管理(lǐ)系統；相對地(dì)，火災信息的(de)準确性則主要取決于火災探測的(de)算法。不同算法得出的(de)信息甚至也有可(kě)能千差萬别。
但盡管遙感手段可(kě)以為(wèi)火災管理(lǐ)者提供豐富的(de)信息，例如(rú)在近日引人關注的(de)亞馬遜森林火災中，可(kě)以看到最宏觀的(de)數據都出自(zì)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11日亞馬遜流域的(de)衛星影像，影像顯示火災産生了大量煙霧。
美國(guó)宇航局發布了多張8月亞馬遜流域的(de)衛星影像，同時指出衛星觀測顯示，與過去(qù)15年(nián)相比，“亞馬遜河流域的(de)總火災活動”略低(dī)于平均水平。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(yī)數字創下今年(nián)的(de)記錄。有趣的(de)是，8月初INPE的(de)院長(cháng)剛剛被總統革職，理(lǐ)由是“INPE發布的(de)數據不實，而且破壞了巴西的(de)形象。”
