遥感在预防森林火灾课件.ppt

《遥感在预防森林火灾课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、RemoteSensing遥感遥感在预防森林火灾方面的应用引言森林生态系统在整个自然界的动态平衡和人类生存中具有非常重要的作用。森林的巨大作用可概括为：1）美化环境、保护自然；2）提供生活所需木材；3）净化空气、保护环境；4）娱乐和保健、有益健康；5）调节气候和土壤质量；6）提高水质、涵养水源。近几十年来，由于全球升温，森林火灾遍及了地球每一个森林的角落，森林火灾已成为森林资源大量流失的头号“杀手”。自20世纪80年代以来，全世界有记载的森林火灾每年25.5万次，每年平均受危害林地约636.7万hm2，占全球森林面积的0.2%~0.3%。我国东北的大兴安

2、岭和西南的四川省极易发生火灾，特别是在夏秋季节燥热气候，火灾时有发生。1987~2002年全国森林火灾统计频发的森林火灾严重破坏和威胁人类赖以生存的环境及森林资源，及时扑救林火、保护森林资源，开展森林火灾监测的研究，具有非常重要的意义。遥感卫星具有监测范围广，时空分辨率高等特点，在森林火灾监测中具有特殊的功能和应用前景。EOS系列卫星（Terra和Aqua）上装载了专门考虑火灾监测需求的MODIS仪器系统，该仪器系统是目前最适合火灾监测的传感器，因此得到了广泛的应用。EOS系列卫星EOS（EarthObservationSystem）卫星是美国地球观测系

3、统计划中一系列卫星的简称。它的主要目的是：实现从单系列极轨空间平台上对太阳辐射、大气、海洋和陆地进行综合观测，获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统等信息；进行土地利用和土地覆盖研究、气候的季节和年际变化研究、自然灾害监测和分析研究、长期气候变率和变化以及大气臭氧变化研究等；进而实现对大气和地球环境变化的长期观测和研究的总体（战略）目标。MODIS仪器MODIS（英文全称为ModerateresolutionImagingSpectroradiometer）具有36个通道光谱覆盖范围，具有较高的时空分辨率、免费接受使用数据等特征，世界各国科学家都将其作

4、为一个研究使用的理想数据源，自EOSTerra/Aqua两卫星成功发射以来，MODIS数据在森林火情监测中的应用优势日益受到世界各国的重视。MODIS波段范围及主要用途MODIS数据MODIS数据与同类型的NOAA/AVHRR数据相比，在灾害监测方面有如下优势：1）空间分辨率由NOAA的千米级提高到了百米级；2）时间分辨率提高了一个层次。同一地点一天可反复过境4次，对各种突发性的自然灾害（例如突发的林火）有更强的实时监测能力和快速的反应能力；3）光谱分辨率也有较大提高。有36个波段，这种具有极高的光谱分辨率观测器大大增强了对地球复杂系统的精确观测能力；4

5、）该传感器上还特地加载了火灾监测参数，使其在火灾监测方面有其他卫星无法比拟的优势。MODIS火情快速反应系统2007.3.21-3.30期间的全球火情图MODIS火点监测算法最初从是在NOAA/AVHRR算法发展而来的，而后经过国内外研究学者不断改进，得出三种最具代表性的林火监测算法：NASA提出的绝对火点识别方法、Giglio等（2003）提出的上下文法的火点监测方法，以及三通道合成法。三通道合成法三通道合成法是采用彩色合成图像处理技术对MODIS3个通道（一般是选用MODIS7、2、1通道分别赋予红、绿、蓝三种颜色。）数据进行合成，显示在一个彩色图上

6、，鲜红色像元表示正在燃烧的火点，暗红色区域表示过火点，绿色区域表示未燃烧的植被，深蓝色像元表示水体，灰色区域则表示烟雾或云，黄褐色区域表示裸露土地。在彩色合成图上，地表信息很直观，是否发生火灾采用目视判读法即直接辨别出来。该方法是一种方便快捷地观测火情的方法。通过观测，可以了解火的大体位置、起火大小和蔓延方向以及当地风向，甚至可以读出烟雾像元。但是该方法存在的缺陷是：不能对火点进行精确定位，不能估测火面积，是一种定性的经验判断方法，只能作为森林火灾监测的辅助手段。图为三通道合成假彩色图，从中可以清晰直观地看出实际过火区域（在7、2、1三波段合成图中呈现暗

7、红色）。绝对火点识别法最初使用MODIS火点监测算法效仿AVHRR算法采用固定阈值，结合背景像元平均值、方差等参数监测火点，用于全球的火情监测。算法主要包括以下几个步骤：1）云监测及扫描角矫正（确定厚云位置）；2）提取背景信息（建立待测点与周围像元的温度关系）；3）火点探测（首先去除不可能火点的像元，所有满足T4<315K（夜晚305K）的像素都不可能为火点。）4）去除误判点（在白天，如果0.64μm和0.86μm两个通道的反射率都大于0.3，则为耀斑，且耀斑角小于40，排除这些像元为火点的可能性。）；5）火点的识别标准(T4为21通道的亮温值)。上下文

8、火点识别法绝对火点识别法对于火点的识别方法考虑较全面，但在实际应用中仍然存在少许