天干物燥,正是火災頻發(fā)的季節(jié)。在野外,森林與草原范圍大,可燃物較多,而且地形與風向的變化復雜,一旦有火苗產(chǎn)生,往往會變成大火,難以撲救。防控森林與草原火災、監(jiān)控微小火苗,防微杜漸,一直都是世界各國在不停探索的領(lǐng)域。
近年來,電子科技大學資源與環(huán)境學院教授何彬彬帶領(lǐng)團隊研發(fā)的森林和草原火災風險預警監(jiān)測系統(tǒng),為山地頗多的四川地區(qū)環(huán)境安全提供了保障。
資料少 難度大
何彬彬所在的定量遙感團隊,由已故的“布鞋院士”李小文所創(chuàng),旨在將遙感科學與技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等學校優(yōu)勢學科方向結(jié)合,服務國家重大需求。早在2005年,李小文就建議該團隊要加強對我國西南地區(qū)復雜環(huán)境的研究,并加強理論成果應用,解決國計民生難題。
隨后,圍繞我國西部森林和草原生態(tài)環(huán)境與森林野火遙感預警,何彬彬率領(lǐng)的定量遙感團隊展開深入的科學研究與技術(shù)攻關(guān),取得了從野外科學調(diào)查到關(guān)鍵科學理論方法與技術(shù)的重大突破。
日前,何彬彬介紹道,首先,研究人員建立了關(guān)鍵可燃物信息(如含水率、載量等)遙感反演方法,實現(xiàn)大范圍、空間連續(xù)的森林草原可燃物信息的產(chǎn)品化;其次,研究人員從長時間序列,綜合分析可燃物、氣象、地形、人文等多源異構(gòu)時空大數(shù)據(jù)與野火發(fā)生的時空規(guī)律,構(gòu)建野火風險預警時空大數(shù)據(jù)模型。
研發(fā)過程并非一帆風順。因為防控森林與草原火災研究屬于交叉學科,專業(yè)知識面廣,成熟的參考資料少,難度大。“我們團隊歷時十余年,涉及基礎理論方法突破、核心技術(shù)研發(fā)、行業(yè)需求調(diào)研、野外實驗實踐等。”何彬彬表示。其中,基礎理論方法的突破歷時最長、難度最大,花了約7年時間才實現(xiàn)基礎理論的產(chǎn)品化。
“這套系統(tǒng)的成功問世得益于我們擁有一支長期堅持基礎理論研究的隊伍,確保這項工作不斷深化?!焙伪虮蚶^續(xù)說道,“另外,基礎理論研究階段得到的經(jīng)費支持也是非常有限的,這里要感謝國家自然基金委連續(xù)3個項目的資助。”
提前預警 免費共享
2018年開始,定量遙感團隊開始加強與林草、應急等行業(yè)部門的溝通交流,希望能盡快發(fā)揮科技服務作用。2019年,科技部國家遙感中心支持該團隊參加《全球生態(tài)環(huán)境遙感監(jiān)測報告》編制工作,團隊完成了全球18年植被冠層可燃物含水率產(chǎn)品的研發(fā),并對全球五大林火多發(fā)區(qū)域的森林火險進行評估,相關(guān)成果面向全球發(fā)布。之后,相關(guān)的應用工作才在四川、云南等行業(yè)部門陸續(xù)開展起來。
“這套系統(tǒng)實現(xiàn)了森林火災發(fā)生前3~6天的風險預警、林火燃燒時近實時火點監(jiān)測、林火燃燒后損失精準評估,可為全球氣候變化背景下的森林火災防控、救援及管理提供科學數(shù)據(jù)和決策支持?!焙伪虮蛘f,一旦林火發(fā)生,該系統(tǒng)可以每隔十分鐘,近實時監(jiān)測林火蔓延情況,為撲火提供火情信息。此外,系統(tǒng)還可以第一時間提取火災區(qū)域的燃燒烈度信息,為災情評估提供精細化的評估數(shù)據(jù)。
目前,該團隊的全球林火多發(fā)區(qū)域野火風險預警產(chǎn)品已經(jīng)免費面向全球用戶共享。
我們的預警監(jiān)測系統(tǒng)有三大主要功能:一是災前提前3~6天進行火險預警,為防控提供科學依據(jù),降低火災發(fā)生的概率;二是一旦林火發(fā)生,可以每隔十分鐘,近實時監(jiān)測林火蔓延情況,為撲火提供火情信息;三是火災發(fā)生后,第一時間提取火災區(qū)域的燃燒烈度信息,為災情評估提供精細化的評估數(shù)據(jù)。
何彬彬表示:“我國西南地區(qū)森林覆蓋率高,希望我們這項技術(shù)進一步助力預警西南復雜環(huán)境森林火災風險,為西南地區(qū)乃至全球林區(qū)的防火工作提供可應用的解決方案?!?br/>
他說,下一步團隊將繼續(xù)著眼于國家在生態(tài)環(huán)境與火災預警監(jiān)測中的重大需求,立足我國西南,面向全球,開展復雜環(huán)境定量遙感及行業(yè)應用研究。(袁一雪)