基于气象卫星的黑龙江省秸秆焚烧监测

《基于气象卫星的黑龙江省秸秆焚烧监测》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于气象卫星的黑龙江省秸秆焚烧监测高玉宏杨蕾刘成新吕明佳张玮佳木斯气象卫星地面站摘要：木文以黑龙江省为研宄区域，以风云三号气象卫星遥感数据资料为基础，选取2016年秸秆焚烧高发期的10月的FY3B的VTRR遥感影像，通过对波段特性的深入分析和计算，获取黑龙江省农作物收获季节小麦秸秆焚烧点信息，进行火点判识处理，以期为生态环境问题的防治提供可靠依据。关键词：FY-3B;VTRR;秸秆焚烧监测;黑龙江省;近年来，春季农耕之前和夏秋农作物收获之后，秸秆焚烧这-现象引发了严重的生态环境问题。传统地面秸秆焚烧监测主要为人工手段，在获取信息方面速度比较慢，无法及

2、时获取大范围地区的秸秆焚烧空间分布。利用卫星遥感监测技术，可以宏观、快速、动态地监测粘秆焚烧信息，获取大范围的地面信息，确定粘秆焚烧火点位置、数目及火点的分布规律。国内外在卫星遥感监测秸秆焚烧方面已经开展了较多的研宄，但主要是基于M0DTS的卫星观测数据进行的，如刘婷、严飞等分别对河南省和江苏省的秸秆焚烧情况进行监测，效果良好。也有应用更高分辨率的影像，如田庆久应用HJ-1B数据对江苏省进行秸秆焚烧监测，马建行应用LandsatS数据对松嫩平原进行秸秆焚烧监测，这些数据具有空间分辨率较高的优点，监测效果良好。目前应用气象卫星数据进行秸秆焚烧监测的实例

3、还没冇普及。风云三号气象卫星是第二代极轨气象卫星，其具有监测范围大、实时性强的特点。以黑龙江省为研宄区域，选取2016年秸秆焚烧高发期的10月的FY3B的V1RK遥感影像，通过对波段特性的深入分析和计算，获取潔龙江省农作物收获季节小麦秸秆焚烧点信息，进行火点判识处理，并iL得到详细的坐标位置，估算焚烧面积。一、研宄区域和数据黑龙江省位于中国最东北部，得天独厚的平原地貌和肥沃的黑土地条件，农用地面积较大。黑龙江省上半年农田粘杆焚烧期主耍集中在4月和5月，下半年农田秸秆焚烧期主要集中在10和11两个月份。本文主要应用FY3B卫星的可见光红外扫描辐射计VI

4、RR数据，包含10个光谱通道，其中伍括4个可见光通道、3个热红外通道、两个短波红外和1个近红外通道。二、卫星监测秸秆焚烧火点的原理秸秆焚烧卫星遥感监测主耍是探测秸秆焚烧引起的地面热异常火点，其原理是基于维恩位移定律，黑体温度和辐射峰值波长呈反比，即一个物体温度越高，其辐射谱的波长越短。热异常点的一个显著特征就是红外波段的辐射能量高于常温地物。秸秆焚烧属于生物质燃烧，生物质燃烧吋，在中红外波段的辐射值要远远高于其周围背景像元，其辐亮度特征非常明显。秸秆火点遥感探测正是利用内部含有火焰的高温像元与背景，常温像元在中红外和热红外波段辐射能量的差异准确地统计

5、出来，并进行多阈值判别，根据判别结果提取火点像元。£于VIRR数据的火点监测1.研宄方法V1RR火点算法的关键是将目标像元的温度特性与周围背景像元的平均温度特性准确地统计出来，通过多阈值判别提取火点像元。2.算法设计(1)云和水检测首先消除云的干扰，判识条件为可见光波段1(T1)大于200，并且远红外波段4(T4)小于270K。其次进行水体检测，判识条件为波段1(T1)和近红外波段2(T2)的归一化比值，小于0的判识为水像元。3.背景温度计算将被监测点与周围像素点的温度关系进行比较。提取背景信息时滤除火点的条件为：以被监测点为中心，建立周边邻域大小为

6、NXN个的像元背景窗口，起始大小为5X5,若有效背景像元不够，则增大窗口，对窗口中的背景像元进行分类并统计其温度特性。同吋满足中红外波段3(T3)大于310K。4.疑似和绝对火点判断疑似火点判识按照以下规则:最小邻域7X7,最人邻域19X19,T3大于310K,T3与T4的差值大于10Ko绝对火点判断条件为:T4大于340K,T3大于310K,并且T3和T4的差值大于30K,异常像元个数6。Ui本文选取少有云影响的2016年10月26口至31口的FY-3B的VIRR遥感影像数据，此时数据刻覆盖黑龙江省全部范围，应用ENVi,arcGIS,以及卫星监测

7、分析与遥感应用系统(SMART)等软件为数据处理平台，经过辐射定标和儿何定位后，等经纬度投影，基准面为WGS-84坐标系。根据上述原理与算法，应用VTRR遥感数据进行秸秆焚烧监测处理，获取热异常点的分布，首先棊于卫星遥感数据对火点进行识别和热辐射特性的反演，获取遥感数据可识别的所有火点像元空间位置、面积等信息，然后结合Googleearth卫星验证气象卫星秸秆焚烧火点精度，提取土地分类数据，将火点进行叠加分析，获得它的土地类型，类型为农H的判断为秸秆焚烧点。VIRR数据图像像素的分辨率是1.lkm，因此覆盖面积为1.21km左右。气象卫星监测的火点像

8、素指的是该像元屮监测到有明火区，但不是说像素N全部是明火区。实际上由于气象卫星对明火比较敏感，监测的火点像素