战区灯光曾消失八成 叙利亚粮食危机加剧 武大教授用卫星查看战争之痛

楚天都市报 2022-01-24 07:33

□楚天都市报极目新闻记者 柯称 通讯员 吴江龙 石立特 实习生 刘清清

战争会给耕地带来怎样影响?不用去战区调查,用遥感卫星就能“看”清楚战争带来的伤害。近日,武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室李熙团队,在《自然-食品》杂志在线发表的一项研究成果显示,20多年间战争给叙利亚带来了巨大的粮食危机。此前,李熙团队还利用夜光遥感信息,研究得出“四年内战使叙利亚灯光减少83%”的结论,直接展示了叙利亚内战的惨烈程度,这一成果被600余家国内外媒体转载,还被联合国安理会引用。

人物简介

李熙,1982年出生于武汉,武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室教授、博士生导师,在夜光遥感方法和应用上取得了系列成果,于2021年荣获国家科技进步一等奖,入选国家高层次青年人才计划。主持多个国家和省部级重点研发项目。

用卫星看耕地变化趋势

“战争并非叙利亚耕地减少的首要因素。”李熙说出这一结论,让人有些意外。他解释,通常情况下,战争会导致抛荒,在叙利亚西北部城市阿勒颇、东南部代尔祖尔地区等战争胶着地区,确实显示出耕地减少、农作物减产。“战争造成叙利亚耕地面积减少,但降水仍是首要影响因素。”他的团队通过数据对比、模型分析等方式,确定了叙利亚耕地面积的变化趋势与当地降水量的趋势一致。2017年之后,随着叙利亚安全局势趋于稳定,同时降水量也在此期间改善,当地农业耕地面积出现大规模增长,甚至逐步超过战前水平。

李熙介绍,他的团队联合多个科研团队通过分析1998年至2019年间的13970幅卫星影像,绘制了叙利亚20年间的耕地面积变化曲线,再通过夜光遥感影像数据作为反映战争强度的代理变量,以此观察战争对农业植被的影响。李熙说:“我们发现,灯光减少越多的地方,就是战事越激烈的地方,也是农作物减产最严重的地方。”

李熙表示,这项研究的难点在于如何分辨自然植被和农作物。“从天上用卫星去看,你很难从一幅图像中准确分辨农田、草地和其他低矮的植被,这就是我们要做的第一步工作。”李熙说,他们使用的方法是用农作物的生长曲线来辨别,“虽然每种作物的收割期不同,但只要对比同一地点不同时期的卫星图片,就能发现它的曲线在收割期突然下降,然后来年又慢慢回升。”

对叙利亚的研究引联合国关注

李熙是武汉人,一直在武汉大学求学、工作,从未去过叙利亚,但他却对那片大地格外熟悉。

2014年10月,李熙和李德仁院士在《国际遥感》杂志上以封面论文形式发表了题为“夜光遥感影像能否用来评估叙利亚内战”的研究成果,通过夜光遥感影像评估了叙利亚内战以来(2011年3月-2014年2月)的人道主义危机的时空变化规律,获得学术界的高度关注,也引起了联合国和多个国际组织的关注。

2015年初,在这些国际组织的邀请下,李熙开始分析叙利亚内战爆发到2015年2月的夜间灯光变化。2015年3月11日,李熙向全球媒体发布了叙利亚内战以来多个时期的夜间灯光影像,宣布了“83%的夜间灯光在叙利亚内战中熄灭”这一重要发现。600余家国内外媒体,纷纷对此进行报道。

2015年3月26日,联合国安理会公布了李熙的研究发现,将“灯光熄灭83%”和其他统计数据,一并作为叙利亚正在遭受严重的人道主义危机的主要证据,呼吁国际社会切实帮助解决叙利亚危机。

除了叙利亚,李熙还利用卫星遥感研究过也门战乱、IS组织在伊拉克的活动等,发现也门战事激烈的省份失去了95%的电力供应。为联合国等国际组织开展人道援助,提供了重要信息。同时,他还应亚洲开发银行邀请,开发了遥感经济学模型用来短期预报亚行成员国的经济增长率。李熙说,李德仁院士一直鼓励他,遥感要服务于国家,也要服务于全人类,“我国提出了‘一带一路’倡议,致力于建立人类命运共同体,所以我们的研究也要向外看。”

夜光遥感曾助力疫后重振

“当初就是觉得美,然后才想发掘它背后的价值。”回忆起和夜光遥感结缘的过程,李熙说,早在2011年,他被美国公布的一组全球夜光遥感影像所吸引,便开始了“遥感-社会人文”的跨界研究之路。

2014年,他加入李德仁院士团队,2015年团队开始研制我国第一颗专业夜光遥感卫星“珞珈一号”。经过3年的科研攻关,“珞珈一号”于2018年6月2日成功升空,开启了国产夜光遥感的新纪元。

2021年,李德仁院士主持完成的“天空地遥感数据高精度智能处理关键技术及应用”获国家科技进步一等奖,李熙也是获奖者之一。

“夜晚的灯光能够直接反映人类活动,进而反映经济社会发展,是一项重要研究资源。”李熙举例说,2020年抗击新冠疫情期间,夜光遥感技术就做出了贡献——当年2月中旬,李熙接到任务,用夜光遥感技术提供客观的复工复产数据源。李熙与李德仁院士合作,通过为期三周的技术攻关,解决了高分辨率夜光遥感影像变化检测的难题,于3月7日提交了“三大城市群经济走势”的报告。

说到这,李熙还讲了一个小插曲,“当时,美国宇航局提供的2月份夜光遥感图像显示,武汉的灯光比疫情前反而变亮了。这能说明武汉经济活动恢复了吗?当然不行。我们研究发现,这很可能是因为‘封城’导致空气环境改善,使得空气中阻碍光传播的颗粒物变少。因此我们需要校正这种误差,或者直接剔除掉武汉的数据。”李熙说,这就说明“眼见不一定为实”,提醒遥感工作者必须在遥感机理方法方面做更深入的探究,保证自己的结论是稳健、可靠的。

另外一个有意思的例子是,李熙曾经发现卫星观测到的灯光呈现明显的周期波动,但原因曾被其他学者忽略。他通过数学建模发现,这种波动性来自于卫星观测角度的周期性变化。他将该研究成果发表后,美国宇航局迅速增加了夜光遥感影像的产品种类。正是因为校正了这种短期波动性,使得李熙团队疫情期间的评估报告更可靠。

目前,李熙还在主持一项关于夜光遥感应用的国家重点研发计划项目。他介绍,中非合作项目中有一项重要计划,是建设中非卫星遥感应用合作中心。他认为遥感技术在帮助欠发达地区获取信息资源上,可以体现更高的价值。将来,他将继续夜光遥感等领域研究,争取为联合国2030年可持续发展目标做出更大贡献。