科学家如何使用太空激光来预测野火的严重程度是怎么回事？

地球上的许多科学家正在研究森林健康和生物多样性，但他们中没有多少人使用太空激光来做这项工作。

不过，克里斯·哈肯伯格是。Hakkenberg是北亚利桑那大学信息学、计算和网络系统学院的助理研究教授，在那里他研究如何使用激光雷达等遥感来表征森林结构，然后利用这些信息对野火的严重程度、碳封存和生物多样性进行预测。

Hakkenberg 参加了 The Show 谈论他的工作。

采访花絮

您使用的这种激光雷达到底是什么?它是什么，它是如何工作的?

哈肯伯格：嗯，我正在使用两种主要类型的激光雷达。第一个是空中的，这意味着它被安装在一架小型飞机上，该飞机由国家生态观测网络运营，飞越了美国各地的30多个地点。我们使用的第二块激光雷达是GEDI的首字母缩写词，代表全球生态系统动力学调查，它是NASA在国际空间站上的传感器。

两者之间的主要区别在于，机载激光雷达是在较小的景观上空飞行的，我们可以在大约 100 公里到 250 平方公里的范围内将它们拼凑在一起。另一方面，GEDI在国际空间站上每90分钟从头顶经过一次。它对整个地球表面进行采样，减去两极的极高纬度地区。那只是因为国际空间站没有穿过那个区域。

那么，你能从中看到什么，而你可能无法从其他形式的映射中看到和确定?

哈肯伯格：因此，GEDI的独特之处在于，它是所有进入轨道的激光雷达系统中分辨率最高、采样密度最高的。这是第一个专门设计用于测量树冠结构的产品。因此，它使我们能够做的是从空间绘制森林的三维体积。我所说的三维体积，是指你能想到的森林里所有东西的垂直分布——树枝、树叶、针叶——从地面一直到树冠的顶部。GEDI的独特之处在于它具有全球覆盖范围。

拥有这种一致的覆盖率是否也有助于您确定何时发生更改并更快地检测到它们?

哈肯伯格：因此，GEDI和spacebourne激光雷达的力量在于能够表征森林的三维体积，我们可以用它来确定碳储存和碳封存以及生物多样性栖息地等因素。在高频检测方面，比如说，森林砍伐，还有其他传感器可以更好地适应这类调查。

因此，当你谈到森林的三维结构时，我认为这意味着超越树木，真正关注植物和灌木，以及森林中或森林上可能存在的任何其他东西?

哈肯伯格：完全。是的。因此，地面仪器，例如地面激光雷达，它与一些自动驾驶汽车上的Liar技术没有太大区别，能够为我们提供一个美妙的，非常高分辨率的视图，了解它周围的事物。在稍微粗糙的尺度上，机载激光雷达仍然为我们提供了更大范围的结构地图，从数百平方公里到250平方公里不等。

GEDI为我们提供了全球森林结构的图景。然而，这是以牺牲部分决议为代价的。因此，我们可以相当清楚地了解从地面到顶部的树枝分布情况，但我们无法检测到单个植物或单个灌木。我们可以得到一个更粗略的信号，尽管如此，我们可以使用全球的聚合来作为碳封存和生物多样性栖息地等事物的一个非常有力的指标。

在实践层面上，你如何预期实际部署它，比如它以什么方式对做你所做的事情的人有用?

哈肯伯格：因此，从基础科学的角度来看，研究森林生物多样性的大规模驱动因素对我来说非常有用。因为我可以使用单个传感器来评估新罕布什尔州、波多黎各、夏威夷或太平洋西北部等地的森林结构——非常不同类型的森林——并评估这些地方的森林结构如何驱动或限制其中的生物多样性。通过统计模型，我们可以在这项研究中预测美国生物多样性的连续表面。在其他研究中，我们一直在用它来绘制东南亚云豹等濒危动物的分布图。

在其他情况下，我们通过查看野火中可能可燃的燃料总量以及这些燃料的垂直和水平连续性来确定野火风险和严重程度。因此，换句话说，如果有后一种燃料可以使燃料成为可能......这将使火进入树冠。水平连续性是指火从景观上的A点移动到B点，两者之间有适量的燃料。因此，GEDI允许我们以非常一致的方式在大尺度上绘制地图，并将其与其他类型的数据批判性地使用。

能够告诉人们你通过使用太空激光研究森林健康以及地球上正在发生的事情是多么酷?