火灾数据的马赛克:使用雷达数据来破译大火灾后的景观恢复情况

山猫火灾数据

2010 - 2020。(点击图片查看宽、高分辨率视图。)

科学家们正在使用雷达数据来破译大火灾发生后的几年内,哪些地方的地貌恢复得很好,以及恢复得如何。

在过去的几十年里,科学家们一直在使用卫星和飞机上的雷达仪器来探测野火和人为火灾造成的破坏。雷达仪器可以在白天或晚上进行观测,并且可以透过云层和烟雾看到陆地,因此,在火灾肆虐期间或之后不久,雷达仪器有助于观察火灾锋面和烧伤痕迹。

景观生态学家纳玛拉·帕托和同事美国国家航空航天局喷气式推进实验室现在正在进行更长的观点。他们正在努力破译在火灾后多年来恢复的森林和瘙痒症在哪里和血腥。

合成孔径雷达(SAR)仪器会发出从地球表面反射回来的微波脉冲。反射波被仪器检测和记录,可以帮助绘制地表形状(地形)和土地覆盖——从城市到冰层到森林。通过比较两个独立的卫星或飞机立交桥之间信号的变化,科学家们可以观察到地表的变化,如地震后的陆地变形、洪水的程度,或大型火灾后裸露或裸露的地面。

SAR仪器由欧洲航天局的Sentinel-1卫星携带,而美国宇航局目前通过研究飞机部署无人驾驶飞机合成孔径雷达(UAVSAR)。美国宇航局和印度空间研究组织计划在2022年发射NISAR卫星。

Bobcat Fire Data Annotated

2010 - 2020

自2009年以来,UAVSAR安装在NASA研究飞机的底部,多次飞过南加州的同一区域。平托和JPL.他的同事Latha Baskaran、Yunling Lou和David Schimel分析了这些数据,并开发了一种绘图技术来显示植被(灌木和森林)被移除和重新生长的不同阶段。

上面的地图基本上是十年来观察的马赛克。雷达信号反弹烧掉,贫瘠地形不同于反射来自未燃烧的,刷覆盖的山坡或新的生长。颜色表明不同时间不同的UVSAR航班观察到的植被的相对量。地图上的黄线表示几个主要火灾的程度:站,科尔比,San Gabriel(SG)复合体,La Tuna和Bobcat。

“总的来说,这些颜色告诉我们,洛杉矶国家森林包含了处于不同再生阶段的植物群落,”平托说,他是UAVSAR的科学协调员。例如,2010年红色区域的植被比现在更多。近年来,蓝色和绿色阴影较多的地区有更多的植被(再生)。黄色表示2010年和2017年植被覆盖度较高(红色+绿色),但2020年植被覆盖度较低(蓝色)的区域在2020年被烧毁。

上面的图像说明了这些地图是如何组装的。在2010年2010年的UAMSAR航班期间收集了雷达数据,以及2020年在Angeles国家森林和大型洛杉矶大都市地区东北的其他地区。

该项目得到了美国宇航局地球应用科学灾害项目(Earth Applied Sciences Disasters program)的支持,该项目为机构合作伙伴提供地图和其他数据产品,帮助他们减轻和恢复自然灾害和灾害。SAR技术仍在测试和验证中,但其目的是监测森林再生和火灾疤痕随时间的变化,这对致力于管理风险的森林和火灾管理者来说是重要的信息。

Joshua Stevens的美国宇航局地球天文台图像,采用Uvsar数据和图像由Anne Marie Peacock,Naara Pinto和Yunling Lou和Nasa / Caltech Uavsar提供。

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