卫星视角：美国加州“卡尔多”山火肆虐

据报道，美国加利福尼亚州北部的“卡尔多”山火迅速蔓延，不到一周烧毁的土地面积相当于半个芝加哥，迫使数千人背井离乡。“卡尔多山火”于8月14日在美国北加州与内华达州边境的南太浩湖附近爆发，截至9月初，“卡尔多山火”的过火面积近446平方公里，烧毁600多座建筑物。截至9月7日晚，“卡尔多山火”已被控制44%。火灾产生的大量烟雾往往很难定位到着火点，而精准寻找着火点会给后续灭火工作带来极大便利。

一、遥感技术之火点定位

图1是通过GF1拍摄的过火区真彩色影像，从图中可看出太浩湖的南部有大片浓烟分布，但无法观察到地面火点分布。这主要是由于波长较短，受云雾影响较大，所以无法定位着火点。

图1  GF1拍摄于2021年9月14日

火灾前后地物光谱特征会发生明显变化。被破坏了叶绿素的植被在近红外波段的光谱反射率下降；火灾后沉积下来的碳物质导致火烧迹地在短波红外波段呈现较高的反射率。短波红外成像受大气散射作用较小，透烟、雾的能力较强，所以可以利用短波红外波段识别着火点。

利用Sentinel-2A中B12B8B3（短波-近红-红）组合波段，下图2、图3。相对于2021年8月4日，9月6日当天可以明显看到红色点状的火点分布。另外，正常的植被呈现绿色，燃烧后的区域呈现粉红色。

图2   Sentinel-2A拍摄于2021年8月4日

（波段组合：B12B8B3）

图3  Sentinel-2A拍摄于2021年9月6日

（波段组合：B12B8B3）

为了能够看的更清晰火点，进一步减轻烟雾对成像的影响，利用Sentinel-2A中B12B11B8A组合波段。从图5中可以看出，着火点更加明亮，正常植被呈现蓝色，而燃烧后的区域呈现褐色。

图4  Sentinel-2A拍摄于2021年8月4日

（波段组合：B12B11B8A）

图5  Sentinel-2A拍摄于2021年9月6日

（波段组合：B12B11B8A）

• 二、遥感技术之过火区提取

提取火烧迹地对灾情评估、保险理赔及灾后重建都具有重要意义。本次采用归一化火点指数方法（NFI）提取过火区域，总共提取面积面积约为432平方公里，与9月初上报面积（446平方公里）基本吻合，可见提取的结果具有较高的可靠性。

图6  火烧迹地

（波段组合：B8B4B3）

图7  火烧迹地提取

（波段组合B8B4B3）

自1997年来，美国加州山火频发，到2021年，山火损毁面积更是达到历年之最。究其原因，主要与加州气候有关，加州是典型的地中海气候，夏季炎热干燥，高温天气极易引发山火；另外，加州位于美国西海岸地区，由于海陆比热差异，存在“海陆风”现象，也会导致火灾范围扩大，再加上难以控制，就会形成持续数月的山火。