遥感预警保护森林草原免受火灾

智能界 2021-01-20 11:22:57
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天干物燥,正是火灾频发的季节。在野外,森林与草原范围大,可燃物较多,而且地形与风向的变化复杂,一旦有火苗产生,往往会变成大火,难以扑救。因此,防控森林与草原火灾、监控微小火苗,防微杜渐,一直都是世界各国在不停探索的领域。

电子科技大学资源与环境学院教授何彬彬带领团队研发的森林和草原火灾风险预警监测系统,为山地颇多的四川地区环境安全提供了保障。

何彬彬所在的定量遥感团队,由已故的“布鞋院士”李小文所创,旨在将遥感科学与技术与互联网、物联网、大数据等学校优势学科方向结合,服务国家重大需求。早在2005年,李小文就建议该团队要加强对我国西南地区复杂环境的研究,并加强理论成果应用,解决国计民生难题。

此后,在何彬彬领导下定量遥感团队围绕我国西部森林和草原生态环境与森林野火遥感预警展开了深入的科学研究与技术攻关,取得了从野外科学调查到关键科学理论方法与技术的重大突破。

何彬彬在接受《中国科学报》采访时介绍,研究人员首先建立关键可燃物信息(如含水率、载量等)遥感反演方法,实现大范围、空间连续的森林草原可燃物信息的产品化;其次,研究人员从长时间序列,综合分析可燃物、气象、地形、人文等多源异构时空大数据与野火发生的时空规律,构建野火风险预警时空大数据模型。

研发过程并非一帆风顺。因为防控森林与草原火灾研究属于交叉学科,专业知识面广,成熟的参考资料少,难度大。“我们团队历时十余年,涉及基础理论方法突破、核心技术研发,行业需求调研、野外实验实践等。”何彬彬表示。其中,基础理论方法的突破历时最长,难度最大,花了约7年时间才实现基础理论的产品化。

“这套系统的成功问世得益于我们拥有一支长期坚持基础理论研究的队伍,确保这项工作不断深化。”何彬彬继续说道,“另外,基础理论研究阶段得到的经费支持也是非常有限的,这里要感谢国家自然基金委连续3个项目的资助。”

2018年开始,定量遥感团队开始加强与林草、应急等行业部门的沟通交流,希望能尽快发挥科技服务作用。2019年,科技部国家遥感中心支持该团队参加《全球生态环境遥感监测报告》编制工作,他们完成了全球18年植被冠层可燃物含水率产品的研发,并对全球五大林火多发区域的森林火险进行评估,相关成果面向全球发布。之后,相关的应用工作才在四川、云南等行业部门陆续开展起来。

“这套系统实现了森林火灾发生前3~6天的风险预警、林火燃烧时近实时火点监测、林火燃烧后损失精准评估,可为全球气候变化背景下的森林火灾防控、救援及管理提供科学数据和决策支持。”何彬彬说,而且,一旦林火发生,该系统可以每隔十分钟,近实时监测林火蔓延情况,为扑火提供火情信息。此外,系统还可以第一时间提取火灾区域的燃烧烈度信息,为灾情评估提供精细化的评估数据。

目前,该团队的全球林火多发区域野火风险预警产品已经免费面向全球用户共享。

我们的预警监测系统有三大主要功能:一是灾前提前3~6天进行火险预警,为防控提供科学依据,降低火灾发生的概率;二是一旦林火发生,可以每隔十分钟,近实时监测林火蔓延情况,为扑火提供火情信息;三是火灾发生后,第一时间提取火灾区域的燃烧烈度信息,为灾情评估提供精细化的评估数据。

何彬彬表示说:“我国西南地区森林覆盖率高,希望我们这项技术进一步助力预警西南复杂环境森林火灾风险,为西南地区乃至全球林区的防火工作提供可应用的解决方案。”

下一步,团队将继续着眼于国家在生态环境与火灾预警监测中的重大需求,立足我国西南,面向全球,开展复杂环境定量遥感及行业应用研究。

 

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