基于MODIS数据的秸秆焚烧遥感监测研究

以MODIS数据为主要数据源,结合土地利用现状数据,通过ENVI软件数据处理,优化火点识别算法和提取流程,提取区县范围内的秸秆焚烧火点,并通过多年数据对比,分析秸秆焚烧点的时间分布和空间分布特征.试验表明,MODIS数据能有效地提取火点,为秸秆焚烧管控提供可靠的技术手段,对生态文明建设具有一定的实用价值.     

利用改进型MODIS火点探测算法实现河北省秸秆焚烧火点识别

为准确地了解河北省秸秆焚烧火点的空间分布,为秸秆焚烧监测的实现、禁烧工作的开展、环境质量改善提供支持．基于MODIS L1B数据、MODIS标准火点产品MOD14、全国秸秆焚烧火点日报数据为基础,采用改进型MODIS火灾探测算法,并通过IDL语言实现,得到秸秆焚烧火点空间分布信息,并进行空间与定量精度分析．研究表明:火点大部分位于河北省南部的一些地区,其中尤以邢台、石家庄、邯郸火点数量最为突出;该算法运算速度快,获取的秸秆焚烧火点数据具有一定检测精度和可靠性,对秸秆焚烧的监测具有一定的实用价值．      

MODIS数据在秸秆焚烧监测中的应用研究

秸秆焚烧会产生大量的二氧化碳、一氧化碳、苯等有害气体,不仅危害人体健康,而且给大气环境、生态环境、交通安全和火灾防护造成了极大的负面影响^[1]。传统的秸秆焚烧监测手段是靠巡逻小组实地巡查,效率较低,成本较高。而利用遥感技术可以快速获取全市范围内的秸秆焚烧信息,通过分析作物秸秆焚烧火点的时空分布格局、动态变化趋势,准确掌握秸秆焚烧信息。本文围绕保护生态环境、减少大气污染、做好秸秆禁烧工作的需求,利用MODIS、GF4、HJ-1B等遥感数据、参考已有地理国情监测数据和第三次全国农业普查数据,开展秸秆焚烧信息的快速提取研究,通过分析作物秸秆焚烧火点的时空分布格局及动态变化趋势,为监管部门掌握秸秆焚烧信息,制定大气污染防控措施提供有力的技术支持。     

基于VIIRS影像的秸秆焚烧火点监测方法

利用VIIRS SDR数据,基于火点像元亮温特征及其与背景亮温的偏差来提取秸秆焚烧火点信息。采用湖北省2015年秋收季节的VIIRS SDR 750 m分辨率下的第5、7、11波段反射率产品和13、15、16波段亮温值产品,基于VIIRS卫星影像秸秆焚烧火点监测算法和GIS平台叠加火点信息和地理基础数据生成湖北省秸秆焚烧火点分布图。结果表明,小火点检测率较高,漏检率降低。     

基于MODIS的河南省秸秆焚烧遥感监测与分析

文中采用MODIS二级产品MOD14数据,以火点像元亮温特征为依据,提取2000、2008、2014年每年5月29至6月14河南省秸秆焚烧火点分布,分析秸秆焚烧时空分布特征。研究表明:河南省14年间秸秆焚烧火点个数和面积呈上升趋势;14年间河南省秸秆焚烧由北部和中部地区逐渐向西南和东南地区扩散,且西南和东南地区的秸秆焚烧现象较为严重,其中周口、驻马店、信阳、南阳等市秸秆焚烧现象较突出,安阳、焦作、新乡等市秸秆焚烧现象明显减弱;结合2014年河南省空气污染指数分析秸秆焚烧对空气质量的影响表明:秸秆焚烧会对空气质量污染产生重要影响。     

基于VIIRS数据的哈尔滨市秸秆焚烧火点监测

采用哈尔滨市2020年秋收季开始至2021年春耕季结束的VIIRS SDR 742 m分辨率下的第5、7、11波段反射率产品和13、15、16波段亮温值产品,分析火点像元亮温特征及与背景亮温的偏差来提取哈尔滨市秸秆焚烧火点信息,对VIIRS卫星影像数据提取算法进行验证,同时对火点监测算法监测到的哈尔滨市秸秆焚烧火点进行时空分布研究。结果表明,此算法监测率较高,可以为监管部门提供重点有效的监测信息,提高对重点区域的监管力度。     

“3S”技术在农作物秸秆焚烧监测中的应用

介绍了“3S”技术在农作物秸秆焚烧监测中应用的一般原理和方法，包括利用RS技术监测焚烧农作物秸秆火点，判定农作物 进入收割期； 利用GIS技术确定卫星遥感监测焚烧农作物秸秆火点的性质和对火点信息进行分析管理； 利用GPS技术指导查找验证火 点的具体位置等。同时，还介绍了国家卫星气象中心近年来采用“3S”技术监测农作物秸秆焚烧的概况。     

卫星遥感火点监测应用和研究进展

卫星遥感在自然灾害管理和应对中发挥了越来越多的作用。火点遥感在火灾频发的时候也被寄予厚望。梳理了火山、环境、气候、火灾等方面对火点遥感的需求,中国火灾监测的行业用户对时空分辨率需求迫切程度不同;概述了用于火点遥感监测的卫星数据源特点,光谱维度上以热红外敏感波段最重要,卫星轨道特点也是影响火点遥感监测能力重要因素;在分析火点遥感物理原理和方法的基础上,综述了当前火点遥感方法的研究进展及优缺点。按照火灾发生的灾前、灾中、灾后3个阶段,分别讨论了当前火点遥感提供信息支撑的能力。火点遥感用于发现火灾仍需要与地面监测等手段联合使用。     

基于背景信息的MODIS林火自动提取算法

本文在火点提取算法中加入了背景信息,减少了伪火点,提高了火点提取算法的准确性和可靠性。通过选取江西省武宁县为实验区,应用MODIS数据进行了火点的提取,实现了从数据的处理到火点的自动提取。经实验验证后,发现改进后的算法火点提取精度较高,能很好地满足林火监测要求。     

高分四号遥感数据在环境监测中的应用研究

高分四号遥感卫星能够获取全色、多光谱以及中波红外谱段的卫星影像.农作废弃物焚烧较大程度上影响了空气的质量,威胁人们的健康.农业废弃物焚烧所产生的雾霾、粉尘等汇聚到空气中形成气溶胶.气溶胶的厚度是测量空气质量的一项重要参数.高分四号遥感卫星所具有的空间范围大、获取卫星影像高效以及中波红外火点敏感的特点可较好地解决当前农业废弃物焚烧与雾霾监测能力不足的情况.本文对高分四号卫星数据进行分析与处理,进行了火点提取及气溶胶反演.     

秸秆焚烧卫星监测服务平台设计与实现

通过分析目前环境监管部门在秸秆焚烧火情监测中存在的问题,结合业务需求,深入研究了全自动运行、统一移动端与PC端前端开发框架、数据存储与服务发布等关键技术,基于多源卫星遥感数据接收和处理技术、综合可视化技术,提出了PC端和移动端统一的秸秆焚烧卫星监测服务平台的总体设计框架,并在河南省秸秆焚烧卫星遥感服务平台中得到业务化应用,为秸秆禁烧工作提供监管依据,助力打好蓝天保卫战。     

基于MODIS遥感数据的水体提取模型及算法改进

针对MODIS遥感数据采用多波段谱间关系模型提取水体容易与阴影混淆,产生提取不精确的问题,作者改进了模型中的水体提取算法,然后对鄱阳湖的MODIS遥感数据进行水体提取实验。最终,实验结果表明,改进后的水体提取算法能够有效地提升水体提取精度。该方法现已运用到一些采用MODIS数据进行水体监测与提取的实践作业中。     

青海高寒草地春季火情的多源卫星遥感动态监测

多源卫星遥感数据源能为现场扑火指挥决策提供快速、准确的空间信息。根据火点在中红外波段辐射率和亮温急剧增大的特点,利用10个时次的国内外极轨气象卫星资料(包括首次利用了NPP卫星数据),针对2016年3月18—19日发生在青海省果洛藏族自治州久治县的草原火灾进行了实时动态监测,并采用高分数据提取了灾后过火面积。研究结果表明,气象卫星火点判识方法及阈值设定同样适用于青海高寒草地春季的火情监测;快速判识阈值的确定,可为日常火情实时监测业务提供快速、有效的技术支持。     

基于AOD数据的秸秆焚烧监测

秸秆焚烧会增加可吸入颗粒物(particulate matter with particle size less than or equal to 10 microns,PM10)的浓度。首先,分别从秸秆焚烧火点、10 m风场、气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)3个方面对发生在安徽及周边省市的2009年6月1—9日PM10污染事件进行机理分析;其次,利用拉格朗日混合单粒子轨迹(hybrid single particle lagrangian integrated trajectory,HYSPLIT)模式对2009年6月5日阜阳市出现的PM10污染事件进行后向轨迹分析;最后,对火点密度与AOD值进行相关分析。结果表明:秸秆焚烧火点、10 m风场及AOD之间存在一致性,这表明使用AOD数据对秸秆焚烧进行监测是可行的;2009年6月5日阜阳市出现的PM10污染事件中有外来污染物的输入,污染物来自阜阳西部、河南中部、东南部和湖北北部、东部,因此很有必要加强区域秸秆焚烧的联防联控;火点密度与AOD值之间有正相关性,这表明秸秆焚烧可显著提高区域的AOD值。     

利用GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品提取过火区的方法

利用遥感技术获取过火区信息对生态环境监测具有重要意义,其中高分辨率数据更适合提取小范围过火区。目前已有多种利用国外火点产品结合遥感影像提取过火区的研究。为了增强国产遥感数据火情监测能力,提高小范围过火区的提取效率和精度,基于过火前后2幅GF-1 WFV影像和多时相FY-3D MERSI火点产品开展过火区提取研究。2处研究区分别位于四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县和西昌市。首先根据火点与过火区形成的关系,结合火点的时间、空间和光谱特征,筛选并扩充火点像元,确定过火区粗略范围;然后确定每种地表类型的分割阈值,分类过火像元和非过火像元;最后剔除周边小斑块,得到过火区提取结果。以人机交互方式获得的过火区参考真值作验证,并与神经网络分类法提取过火区的结果作对比。结果表明本文方法的过火区提取结果精度要明显高于神经网络分类法,Kappa系数达到0.82。该方法可以充分结合GF-1 WFV影像和FY-3D MERSI火点产品数据的优势,降低样本像元选择时间成本和不确定性,快速准确地提取小范围过火区。未来可考虑通过选择更高精度的火点产品,结合实地考察验证对该方法改进完善。     

基于MODIS时序影像的湖南省油菜种植面积遥感监测分析

基于时间序列影像数据的提取方法可实现快速监测大面积农作物的种植分布和面积估算.以湖南省为研究区,利用2017年500 m空间分辨率的MODIS NDVI时序数据,结合湖南省耕地分布数据和实地样点数据得到油菜物候标准曲线,采用最小二乘法与阈值法提取得到湖南省油菜种植分布.结果显示,遥感提取得到的湖南省油菜种植面积主要分布在湘北洞庭湖平原、湘中衡阳市、湘南岳阳市,油菜种植面积3.87×106 hm2,通过与2016年湖南省县域统计油菜种植面积数据进行比较,油菜空间格局分布大体一致,相关性系数为0.81,R2为0.66.采用油菜关键物候期的MODIS时序遥感影像,能有效地监测油菜空间分布和估算种植面积,这为油菜种植管理提供基础数据支撑.     

基于多源遥感数据的水体信息提取研究

卫星遥感技术已被广泛应用到水体信息提取中,但目前基于遥感技术的水体信息提取多采用单一的遥感数据源,而没有充分利用多源数据的信息复合优势,因此,提取结果经常受天气气候或空间分辨率限制。本文研究了不同尺度、不同平台的多种遥感数据源的水体信息提取方法。首先,基于波谱间关系决策树分类算法对Landsat ETM+图像进行水体提取,利用其分辨率优势较准确地提取出水体范围;其次,在Radarsat SAR图像上利用阈值法粗提取水体信息后,结合DEM剔除阴影得到水体信息;最后,利用灾前Landsat ETM+图像水体信息提取结果和灾中Radarsat SAR图像水体信息提取结果,进行差值处理,得到洪水淹没范围。研究结果可以为洪水灾害监测与评估提供信息依据。     

FY-3D/MERSI-II全球火点监测产品及其应用

FY-3D/MERSI-II全球火点监测产品主要包括全球范围内的火点位置、亚像元火点面积和火点强度等信息,可用于实时监测全球范围的森林草原火灾、秸秆焚烧等生物质燃烧状况。火点判识算法主要根据中红外通道对高温热源的敏感特性,即含有火点的中红外通道像元辐亮度和亮温较远红外通道的辐亮度和亮温偏高,同时较周边非火点的中红外像元偏高,建立合适的阈值可探测含有火点的像元。亚像元火点面积估算主要使用中红外单通道估算,根据亚像元火点面积估算结果对火点强度进行分级,不同的级别表示不同程度的火点辐射强度。基于全球火点自动判识结果,每日生成0.01°分辨率的卫星遥感日全球火点产品,每月生产0.25°×0.25°格点的全球月火点密度图。在利用FY-3D/MERSI-II火点产品开展的全球火点监测应用中,对多起全球重大野火事件进行了监测,为防灾减灾、全球气候变化研究、生态环境保护等方面提供卫星遥感信息支持。     

基于MODIS影像的内蒙古草原积雪监测

光学遥感源MODIS具有高光谱分辨率、高时间分辨率、高空间分辨率、全球范围内免费接收等优势,被广泛应用于洪涝、干旱、森林草原火灾、雪灾等自然灾害的动态监测领域。MODIS数据用于内蒙古草原积雪监测,提取积雪信息在国内尚属空白。本文利用MODIS L1B 500m分辨率数据,经过几何校正、去"双眼皮"预处理,根据归一化差分积雪指数(NDSI)算法和综合阈值判别法对内蒙古自治区2008年1月下旬大范围降雪进行积雪信息提取,制作积雪覆盖图。利用内蒙古生态与农业气象中心发布的雪情遥感监测信息验证积雪覆盖图的准确度。验证结果表明,MODIS数据用于大范围积雪监测非常有效。     

地理国情监测遥感数据源比选方法研究

随着遥感技术的快速发展，遥感新设备、新方法不断出现，遥感数据来源不断扩大、种类不断增加、质量不断提升，遥感数据在地理国情监测中的应用也更加广泛。但由于遥感数据源过于复杂且数据量庞大，地理国情监测数据源的选取成为一个难题。基于地理国情监测的主要目标，选择遥感数据源的主要质量因子，采用一定的赋权方法对其进行评价比较，可实现数据源的最优选取。本文提出了一种结合主观专家评价和客观熵值计算的比选方法，归纳数据源的主要质量因子，构建指标体系，并对各因子赋权计算评价值，实现了对地理国情监测数据源的评价比选，试验证明了本文方法的有效性。