SDGSAT-1卫星助力山火监测 | 青促视界

文摘   2024-11-06 10:50   北京  




山火灾害对生态环境和人民生命财产安全造成严重影响,常规的地面观测和勘察手段常常受地理环境、天气条件和火灾危害等因素的限制,而空间观测技术是克服以上制约因素对山火灾害进行客观监测的有效手段。


今年3月,四川省甘孜州雅江县呷拉镇白孜村发生森林火灾(简称“四川甘孜州山火”)。可持续发展大数据国际研究中心(SDG中心)副研究员、中国科学院青年创新促进会会员窦长勇带领研究团队利用可持续发展科学卫星1号(SDGSAT-1)在火灾前后于3月3日、3月16日和3月19日拍摄了多景火灾现场的数据,为山火监测与评估提供技术支持。


SDGSAT-1卫星


SDGSAT-1卫星由可持续发展大数据国际研究中心设计、研制并运行,是全球首颗专门服务联合国2030年议程的科学卫星,也是中国科学院首颗地球科学卫星。


SDGSAT-1卫星设计微光、热红外和多谱段三个对地观测载荷,观测幅宽均为300公里,以保证全球数据获取效率。微光成像仪首创10米全色和40米RGB彩色夜间灯光探测,可实现地表夜间灯光分布、强度与变化的精细监测;热红外成像仪具备三个劈窗波段和30米分辨率,能够识别0.2°C的地表温度差异;多谱段成像仪设计有红边和深蓝波段,可实现植被生长状态与各类水体成分探测。SDGSAT-1卫星设有白天“热红外+多谱段”、晚上“热红外+微光”的协同工作模式,可以获取同一地物三类载荷协同探测数据。


助力山火监测和评估工作


在四川甘孜州山火发生后,研究团队启动应急工作,对山火发生、发展和后续影响的全过程监测与评估。


研究团队对比彩色微光影像和热红外数据,通过着火点区域与热红外影像中的高温区重合,能够探测出当前着火区域;通过分析着火点周围的温度分布推测出火灾发展的趋势。3月19日热红外图像显示,尽管仍有小范围疑似火点(图1 C3),整体高温区域已大幅缩小。19日白天获取的多谱段图像与灾前昼间多谱段图像进行对比(图1 D1、D2),结果显示过火面积约为230平方公里。


图1  四川甘孜州山火SDGSAT-1三载荷协同探测影像图


研究结果表明,SDGSAT-1卫星的热红外、微光和多谱段载荷可分别对山火的热(着火区域)、光(火点范围)和光谱(过火面积)情况进行精细探测,首次展示了SDGSAT-1卫星载荷协同探测方面的能力,从热源、光源和过火地表变化等方面对山火发生、发展和后续影响进行详细监测与评估,为未来的火灾监测与应急响应提供有益实践和经验借鉴。


研究成果“Analysis of Sichuan wildfire based on the first synergetic observation from three payloads of SDGSAT-1”发表于国际综合类期刊The Innovation(2023年影响因子为33.2),窦长勇为第一和通讯作者。研究工作得到中国科学院国际伙伴计划项目(313GJHZ2022040BS)的支持。



论文成果:


Changyong Dou, Yunwei Tang, Nijun Jiang, Lin Yan, Haifeng Ding (2024). Analysis of Sichuan wildfire based on the first synergetic observation from three payloads of SDGSAT-1. The Innovation.  5(6),100707. doi.org/10.1016/j.xinn.2024.100707.


SDGSAT-1开放科学计划


SDGSAT-1卫星自2021年11月发射,已在轨运行三年,获取了40余万景全球覆盖数据并通过“SDGSAT-1开放科学计划”向全球共享。截至2024年10月,服务104个国家可持续发展研究与决策,支持发表基于SDGSAT-1的SCI文章100多篇,在联合国机构发布SDGs监测报告14篇,出版专著4部,有效支持联合国2030年可持续发展议程和全球发展倡议实施。鉴于SDGSAT-1的实践与丰硕成果,建议积极推动“可持续发展卫星星座计划”,构建全球可持续发展空间观测基础设施体系,为联合国2030年议程和全球发展倡议实施提供数据服务和科技支撑。

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以上内容由可持续发展大数据国际研究中心窦长勇提供。

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