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。     

利用IGS对流层产品预报空气质量指数研究

空气质量指数用来反映雾霾对大气的污染状况,如何对空气质量进行预报成为研究的重点和难点。空气质量指数与近地面气象参数相关,本文简要介绍了常用的空气质量预报方法及卫星数据观测预报的优势。利用北京房山IGS站气象数据文件,建立了空气质量指数预报的多元线性回归最小二乘模型和卡尔曼滤波模型。结果表明卡尔曼滤波模型得到的预报值与实际值的相关系数和RMS分别为0.995和7.532,均显著优于多元回归模型。为了验证模型的适用性和效果,选用了雾霾较少的2014年夏季气象数据和空气质量指数数据,试验发现:采用卡尔曼滤波模型得到的相关系数和RMS分别为0.985和7.378,预报值与实际值符合得很好,且预报精度较高。本文验证了利用卫星导航地面气象参数进行空气质量预报的可行性,为下一步利用卫星导航系统对流层产品对空气质量进行监测和预报奠定了一定的研究基础。     

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.     

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．      

利用MODIS识别草原火灾迹地方法的研究

中国是草原火灾频繁国家,草原火灾对牧场和牲畜生产造成了严重的破坏。MODIS每天可以获得36个通道的卫星数据,为草原火灾迹地研究提供了新的数据源。通过实验研究,根据火灾迹地在MODIS短波红外波段的光谱特征,提出了GEMI-B指数以突出火灾迹地的特征,并进一步提出了基于GEMI-B指数且适用于火灾迹地面积提取的时间序列数据合成方法。同时发展了一种自动提取草原区域火灾迹地的方法,利用火点作为初始种子点,采用种子点扩散算法在时间序列合成数据的GEMI-B指数图像上实现火灾迹地自动提取。     

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。     

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。     

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.     

多源遥感信息在环保监测中的应用

针对采用单一的中分辨率遥感手段监测秸秆焚烧准确度有限的问题,本文提出利用MODIS数据作为火点提取的数据源,采用MODIS数据共享中心提供的"背景对比火点探测算法"得到初步的疑似火点,再以高分辨率影像为依据,采用土地利用类型分类和目视解译相结合的方式对疑似火点进行筛选,最终得到秸秆焚烧疑似火点产品。本文介绍了秸秆焚烧疑似火点提取的基本原理、业务组成、处理流程。经现场比对确认,相比以往单一数据源的监测方法提高了报对率和报准率,表明采用多源遥感的手段提取秸秆焚烧疑似火点的方法有很高的时效性、准确性和可行性。     

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。     

河南省城市空气质量指数时空演变及其影响因素的时空异质性

基于空气质量指数,结合空间自相关统计指标,对2014—2018年河南省城市空气质量指数时空演变特征进行分析;采用时空地理加权回归(GTWR)模型剖析诸多因素对城市空气质量指数的作用模式及其时空变化。研究表明:河南省城市空气质量指数具有冬季较高、夏季较低的季节性变化特征及1月和12月较高、7—9月较低的月度变化规律;且城市空气质量指数的空间聚集性具有逐渐增强的年度变化,春季、夏季、秋季较高,冬季较低的季节性变化,1、2、10月逐渐减弱,其余月份逐渐增强的月度变化;GTWR回归结果表明,各因素的作用方向和作用强度存在时空非平稳变化过程。     

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。     

一种利用HJ-IRS影像的林火火点自动检测算法

对比分析了MODIS传感器和HJ-IRS传感器的差异,在MODIS火点探测V4算法的基础上,通过对云和水体掩膜方法的改进及算法中各阈值的调整,提出了一种适于HJ-IRS的林火火点自动检测算法。以我国黑龙江地区及俄罗斯远东地区为研究对象,通过与采用V4算法生产的相同区域内同时相的MODIS火点产品进行对比分析,发现IRS火点产品在空间分布上与MODIS火点产品基本一致,并没有出现漏检现象;而在低温小火点的探测及火点的几何定位方面,HJ-IRS更具优势。     

利用社交媒体数据模拟城市空气质量趋势面

近年来,随着城市的发展,空气污染日益严重。目前,我国城市空气质量监测主要依靠空气质量监测站,但监测站数量有限,并且空气质量在一个城市的不同区域会出现较大起伏,单一利用监测站不易发现城市所有位置的空气质量起伏变化。对此,利用带有地理位置信息的新浪微博数据,分析空气污染相关主题微博与空气质量监测站点空气质量指数（air quality index,AQI）数据的相关性,建立两者间的函数关联,提出了一种建立城市空气质量趋势面的方法。实验结果表明,该方法不仅能定性地表现出城市不同区域的相对空气质量,也可定量、细粒度地展示城市空气质量情况。     

基于时相变化的晴空条件下Himawari-8 AHI火点检测

Himawari-8静止气象卫星具有高空间分辨率、高观测频次和高时效特点,对于火点检测具有很强优势。对Himawari-8卫星的3.9μm和11.2μm两通道亮温进行了连续时相变化研究,得出两通道的亮温在时间上的变化差值稳定且规律明显。根据两通道的亮温时相特征,考虑白天可见光对3.9μm通道的影响,并结合火点产生时引起的亮温变化特征,提出了适用于晴空条件下改进的火点检测算法。在多处进行了此算法的实验,例如2018-11-27 T 16:40(UTC时)河北张家口市桥东区一化工厂附近发生的严重爆炸起火事件以及2019-02-28澳大利亚西南部发生的火灾事件,均快速有效的检测到了火点。实验表明,改进的火点检测算法能很好的进行火点检测,并能解决晨昏交界、冰雪下垫面、常规火源点、太阳耀光等火点检测的难题。     

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。     

南京都市圈空气质量时空分布特征分析

以南京都市圈中的6个城市为例,从小时空气质量数据的获取、清洗以及空间分析等方面对其时空分布特征进行分析。结果表明,研究时间内空气质量重心主要分布在南京市雨花台区,重心先由南向北,继而回归;此外,4个阶段中有3个阶段小时空气质量呈离散趋势,关联性不强。     

2016年四川省PM2.5浓度时空分布研究

PM2.5导致大气能见度下降,造成雾霾天气.本文基于2016年四川省89个空气质量监测站的PM2.5数据,对2016年四川省PM2.5浓度时空分布特征进行研究分析.结果表明,2016年四川省PM2.5浓度空间分布呈现出西北部PM2.5浓度较低、空气质量较好,东南部PM2.5浓度较高、空气质量较差的趋势;时间分布呈现夏季PM2.5浓度较低、空气质量较好,冬季PM2.5浓度较高、空气质量较差的趋势,从而得出四川省PM2.5浓度时间和空间分布规律及分布图.     

基于GIS的福州市空气质量时空特征研究

通过对分布在福州市城区五个空气质量监测点2018年全年的空气污染物浓度日均值数据分析处理,对福州市空气质量时空特征进行研究。运用数理统计分析、GIS空间插值分析等技术,对监测点数据进行时间、空间分析,获取空气质量时空特征。结果表明:福州市空气质量的季节性特征较明显,冬季空气质量最好,春季空气质量最差;福州市空气质量总体情况较好,影响福州市空气质量的主要污染物是臭氧(O3)和颗粒物(PM10)。