火点识别、预测火灾、灾后评估……遥感技术助力林火精准防控!

2020-05-19 04:22 来源:澎湃新闻·澎湃号·政务

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随着全球变暖和土地变化的影响,森林火灾的发生次数与损失都明显提升。
2020年3月30日,四川凉山州发生森林火灾。2019年1月至8月,巴西发生超过7.6万起野火,过火面积超过80万公顷;2019年9月-2020年初的澳大利亚森林火灾持续6个月,过火面积超过1000万公顷,约10亿只动物死亡。
凉山州山火蔓延(图片来源:中新网)
林火频繁发生带来的灾难让人触目惊心,加强林火精准防控势在必行。
01
火点识别显身手
遥感监测森林火灾的方法之一是阈值法,阈值法使用方法过程中假设一个或多个光谱通道的亮度温度超过预先设定的阈值,那么该像素就是火。在监测到异常火点后,系统会定位到粗精度位置的火点。
328火灾火场发展情况图
(图片来源:国土卫星遥感中心微信公众号)
让我们回到2020年3月28日19时30分发生的“木里328火灾”,通过GF-4中红外数据通过阈值分割方法初步提取的火点信息(红色区域 见图2),目测捕捉的火点信息明确。基于3月30日上午11时27分至下午16时41分迅速发展变化。3月31日11时27分热异常区域明显缩小,表明火灾得到有效控制。
木里西昌森林火灾火点监测示意图
(图片来源:新华社微信公众号,有改动,红框内为火点)
此次木里森林火灾和西昌森林火灾,国产卫星均及时捕捉到火灾产生的异常高温信息,并能够后续精准定位火场位置,为后续指定应急方案提供了全面的信息。
02
预测火灾全过程
森林火灾燃烧动态卫星监测是通过中高空间分辨率卫星影像提取森林火灾的火线轮廓(位置、长度、面积等),实现对火场燃烧动态的监测技术方法。
森林火灾的动态监测,有助于及时准确了解火场状况,并对于科学制定预防扑救决策具有重要的实用价值(覃先林等,2020)。
四川木里森林火灾火情监测预测分析示意图
(图片来源:国土卫星遥感应用中心微信公众号)
在328木里火灾中,国土卫星遥感应用中心利用3月31日之后的多期红外火点数据持续开展木里森林火灾预测预警分析,以实时火点和已成功扑灭火点为中心,结合地表覆盖和地形地势等信息,推演估算过火区域,结合风向、风速预测火场蔓延趋势和建议隔离带位置。
03
灾后评估精细化
森林火灾发生后的灾后评价也十分重要,而遥感技术能够对森林火灾的燃烧状况、火灾损失及灾后森林植被恢复等进行长期连续跟踪监测,并且卫星影像能够获取同一地区不同时间,并且不同空间分辨率的卫星影像,具有一定的便利性。
四川西昌森林火灾遥感解译图
(图片来源:国土卫星遥感应用中心微信公众号)
了常见的过火面积的统计,森林燃烧生物量的估算,遥感还可以利用火烧指数,激光雷达来评定森林燃烧受害程度,将森林火灾受害程度分为低度、中度、高度和未受害等4个等级,并对火后植被恢复进行动态监测。火灾后的火烧迹地区域呈现黑色,在假彩色影像中与周围地物有明显的不同。
林火防控是一个复杂的管理体系,早预报、早发现、早处置是林火防控的核心。目前,中国的林火监测措施按空间位置可划分为地面巡护、近地面监测(如瞭望台观测、视频监测等) 、航空巡护和卫星监测等4 个监测层次(覃先林等,2015)。卫星监测具有覆盖面积大、时效性高、连续性强等优点,不仅能够对森林火灾进行宏观预警监测,还可以对森林火灾燃烧状况、灾后损失以及植被恢复监测提供手段,从而为森林火灾的预防扑救和灾后恢复重建等决策工作提供科技支撑。
遥感技术已成为当今林火管理的重要技术,以北京林业大学黄华国教授为通讯作者的论文“联合多源遥感数据监测四川木里县森林火灾”发表在《遥感学报》的林火监测专刊,团队在林业定量遥感的理论和技术体系上已经基本成型,还运用专家知识为航天信德等企业提供遥感图像判读、林火和病虫害提取算法、湿地遥感等方面的咨询服务。
林业遥感与信息技术是森林经理学科的主要方向之一。北京林业大学森林经理学科以建设高水平研究型学科为目标,建立了我国森林调查技术和永续利用理论,带头开展了森林经营方案编制与遥感技术应用,创建了国际先进水平的全国森林资源连续清查体系,首次提出森林资源综合信息管理体系,推进了林业可持续发展和森林可持续经营研究,在学科交叉领域首创了林业3S技术和林业信息技术新方向,为我国森林资源经营管理的现代化建设做出了贡献。
森林经理学科将继续围绕现代林业发展需求,实现森林资源调查监测从数量到质量、从数量动态到空间动态、从空间分布到空间预测,从生产力到生态效益评价,从提供基础数据到直接应用于经营和决策的转变,为森林质量精准提升助力,为绿色发展保驾护航。
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来源 | 林学院 绿色新闻网
整理排版 | 芙宁
原标题:《火点识别、预测火灾、灾后评估……遥感技术助力林火精准防控!》
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