Matthew Hansen 图片来源：Chris Maddaloni/Nature

如果请Matthew Hansen展示他的数据，他会像游戏玩家那样趴在电脑前。敲几下鼠标，然后他就会飞遍全球，并很快放大印度尼西亚的一片森林。这个地区是划出的森林保护区，但Hansen的数据却揭示了另一种现实。在电脑屏幕上，每8天就会出现一批这些树木的俯瞰图。最初，保护区边缘的绿色海洋上仅有几个红色斑点，然而它们很快像血点那样散布开来。“那就是非法点火。”他说，“这片森林正在一点点地被破坏。”

Hansen是世界上最早一批森林“哨兵”。2013年，他和同事利用卫星数据生成了首个全球高分辨率树木生长和消失的地图。那些图像首次揭示了一些大规模模式，比如印度尼西亚和和巴西在热带森林砍伐方面几乎持平，有着全球最高的森林破坏率。从那时起，他的团队对该方法进行了精炼，只需要几天就能揭示树木的破坏情况。

Hansen用这些基本数据所做的事情非常重要。与一些科学家不同，他使这些数据能够在网上自由获取，使保护人士、公司和其他组织可监督诸如非法伐木和挖矿等行为，过去几十年这些活动每年都会破坏数百万公顷的森林。这些数据让秘鲁、刚果和其他国家的非政府组织和官方可以清楚地看到森林被破坏。它们也让各国可以相互监测对方的森林，这在强制执行去年12月于巴黎签署的国际气候协定方面是非常关键的一步。

不过，一些人认为这些地图并不总像其宣传的那样有效。尽管如此，没有争议的一点是，Hansen正在向全世界展示从天空绘制的地图如何对地面产生影响。“如果你想知道发生了什么，可以看看Matt正在做的事情。”荷兰瓦赫宁根大学遥感专家Martin Herold说，“他们做的无人能及。”

摇摆的开始

Hansen一直在追求一个目标：利用最高的分辨率绘制出价格低廉或数据免费的全球陆地森林覆盖图，从而更好地展现地球上的人类足迹。他专注于利用卫星传感器收集到的少量光频编写程序，以分辨从北方针叶林到南方棕榈种植园等不同种类的植被。“他是一个特别优秀的地理学者。”Hansen的同事、南达科他州苏福克斯美国地质调查局的Thomas Loveland说，“他对这个世界由什么构成有着深刻的理解。”

Hansen及其同事还会挑选出GPS地点的随机样本，在必要的时候通过任何可能的方式到达那里，一丝不苟地了解地面真实情况，“这是他最喜爱的度假方式，选出地面上的随机地点，然后去拜访那些地方。”他的博士后Alexandra Tyukavin说。

上世纪90年代中期，当Hansen开始时，最好的森林覆盖信息来自基于地面的国家层面评估，这些评估过程中，工作人员会测量代表性地点的树木，然后用其推测更大的区域。这样的测量方式以前和现在仍被联合国粮食和农业组织（FAO）在其全球森林周期性评估中采用。但很多国家缺乏资源进行常规调查，还有一些国家发表的数据似乎并不可靠。因此Hansen将目光聚焦到通过全世界所有人均可获得的数据，产生他所谓的“全球一致的、与当地相关的产品”。

但他需要等待技术发展，等到空中的感应器和地面上的计算机处理能力跟上来。当美国宇航局（NASA）发射两个中分辨率成像光谱仪（MODIS，该设备可以以250米的分辨率收集数据）之后，从而使相关工作相前迈进了一大步。2008年，Hansen和同事制作了一份揭示热带雨林大规模倾向的地图，比如巴西2000年至2005年近一半的潮湿热带雨林消失。在这一时期，为巴西政府工作的科学家和非政府组织的人员利用MODIS和其他数据来源设计出地图，在出现森林大规模消失情况时发出警告。这帮助官员利用财政压力、法律效力和其他方式，显著降低了全球最大及碳最丰富的热带雨林亚马逊地区的森林流失。

森林的变化

这一成功鼓舞了Hansen。但在其他一些热带国家，在牲畜、大豆以及棕榈油等方面日益增多的消费需求形成强烈刺激，导致热带森林被破坏。在一些更贫困的国家，由于重型伐木设备较少，森林破坏率较低，MODIS的块状图像能发挥的作用较少。Hansen知道他需要让自己的地区足够清晰，以显示蜿蜒靠近尚未被开发的森林地带中的小路，这样的小路几乎总是大规模砍伐森林的前兆。“我们需要提升空间分辨率，因为我们对人类活动很感兴趣。”他说。

实际上，他需要的数据已经存在。从1972年开始，陆地资源卫星一直在收集地球表面的图像，从一开始的每像素80X80米提高到1982年的30米。但这些图像需要个人购买，而每张图片的价格在数百美元到数千美元不等，对于一项全球性研究来说，它们过于昂贵了。

然而，局面在2008年有所转变，美国政府使所有陆地资源卫星图片免费，其中包括360万张档案图片。Hansen立刻开始绘制30米分辨率地图，揭示一些感兴趣的地区如印度尼西亚和俄罗斯部分地区的森林覆盖率发生了怎样的变化。

但制作全球地图仍需要超过当时任何一家大学的计算机群的运算能力。当Hansen在巴西的一次会议上遇到谷歌公司工程师Rebecca Moore之后，问题迎刃而解。Hansen和Moore的团队将陆地资源卫星收集的数据追溯到2000年，并将其转变为年度更新地图，这样任何拥有计算机和互联网的人都能够看到它们。“Matt是跳到全球分析平台上的第一位科学家。”Moore说。

2013年，Hansen、Moore和其他人在《科学》上发表了他们的成果，展示了从2000年到2012年哪里新增树木、哪里的森林消失了。这幅地图照亮了研究界，使其首次通过一致性的图片看到了世界森林的变化。

Hansen承认，这些地图并不能提供所有信息。“你很难满足所有人的需求。”他说。但他的团队正在补充数据和作出改善，以展示哪些活动导致森林变化，并将进一步把种植庄园和自然森林区分开来。“这是我们下一步要做的，使其更具价值。”

永远的数据

去年12月，近200个国家参加巴黎气候谈判，为自己国家争取利益，Hansen当时就在附近，他在进行环境会议发言之前就处于很多媒体的聚光灯之下。“Matt及其团队迎来了森林砍伐测量的新时代。”华盛顿特区全球发展中心森林政策研究人员Frances Seymour说，“现在他已经非常有名，很多人都在谈论森林覆盖率变化领域的Matt Hansen数据。”

Hansen现在进一步推动相关技术向前发展。受到巴西方面的鼓励，他已经开始处理并展示秘鲁、刚果、印尼部分地区以及巴西的森林流失。在数据公开后的几个月内，秘鲁环境部人事部门已经用它们公开并关闭了一项非法金矿操作。这些数据的存在极具影响力，华盛顿特区世界资源研究所遥感学家Fred Stolle说，该机构每周在其全球森林监督在线平台上公布这些数据，“现在人们知道从空中看得到他们。”

Hansen希望到今年年底能够将相关数据预警覆盖到全世界的热带雨林，随后进一步覆盖全球森林。欧洲空间局的“哨兵—2”卫星将从明年开始以10米的分辨率收集数据，这将使他可以更快地更新信息。

在旅游和研究之间，Hansen的日程安排非常紧张。在一个安静的下午，他在马里兰州校园内的书桌前探索着全世界的森林。他趴在秘鲁地图上空，一片绿色海洋中出现一个巨型粉色岛屿，这片岛屿在过去两年日益扩大。“有人到那里清除当地的森林。”他说。

Hansen打开的全球森林覆盖率下降地图并不总反应人类带来的变化。“它是值得警醒的。”他说，“人类的足迹大的惊人，我们是一个贪婪的掠夺性物种。”

但他表示，通过让每个人都看到这一问题，有助让人们悬崖勒马。“我希望它能够对这些混乱带来一些秩序。”（晋楠）