天山西部林区护林防火信息系统构建

天山西部林区护林防火信息系统是综合运用空间信息技术、数据库技术及森林防火专业技术,依托地理基础信息、森林资源信息及护林防火专题信息,在Arc GIS Engine开发平台上,通过VB.NET可视化开发语言的二次开发,构建的专业应用系统。该系统的框架包括数据库及林火预测预报、火灾指挥扑救、灾后损失评估、森林资源管理等子系统,可实现火点智能定位、火场信息查询显示、辅助决策指挥等具体功能。为林区护林防火部门进行宏观管理、分析决策提供多源、及时、科学的空间信息服务,旨在改善林区防灾、减灾及森林安全工作的被动局面,提升林火管理的科学化、信息化水平。     

台湾林火应变决策支持系统

事件应变指挥系统(ICS)自2002年后被台湾林务局用于森林火灾的救火指挥系统。在此同时本研究进一步发展出结合知识、科技以及ICS组织的指挥体系,建构出林火应变的决策支持系统。本文探讨了林火应变决策支持信息系统的组成、功能和知识结构。显示了知识、科技与组织的整合,对一个良好的救火支持系统的重要性。     

一种森林火险预报方法研究——以山东省为例

可燃物含水率、空气温度、相对湿度、人口密度是林火预报中重要因子,将这些因子构建综合火险指数模型,该模型包括三个部分:植被火险敏感指数(FSI)、归一化天气火险指数(NWDI)、人口火险概率指数(PDI)。详细介绍模型各部分的计算方法,将该模型与遥感、GIS相结合,开发综合森林火险指数预报系统,制作2010年10月～2011年9月山东省综合火险指数图,并与实际火灾发生情况进行对比,结果表明,该模型能够取得较好的预测结果。     

欧亚北方森林MODIS 14数据的林火变化分析——以俄罗斯欧洲地区为例

人为或自然因素造成的森林火灾常导致森林覆盖和结构的变化,对森林碳循环产生重大影响。MODIS热异常-火灾产品(MOD14)包含地表火灾位置、可信度、火点辐射能量及其他属性信息,可用于火灾频率、等级及其变化的监测。本研究以俄罗斯欧洲地区的北方森林为研究对象,采用2005-2010年每日MODIS14数据和GIS空间分析方法,对研究区过火像元进行判别提取,分析该地区林火时空变化规律,并探讨驱动因素。结果显示,俄罗斯欧洲地区森林火灾主要分布在中南部。近年来,火灾数量呈上升趋势,2010年的火灾覆盖范围是2005年的1.5倍;年内火灾发生情况随时间波动,火险期为每年的4-10月;极端干旱天气造成的的特大型火灾事件在本研究结果中得以反映。     

基于标记控制分水岭分割方法的高分辨率遥感影像单木树冠提取

树冠是树木的重要组成,可以直接反映树木健康状况。高空间分辨率遥感影像和遥感技术为快速获取详细的树冠信息和实时监测林冠变化提供了有效的途径。因此,基于高空间分辨率遥感影像的单木树冠提取方法研究对现代森林管理具有重要意义。本文以黄河三角洲地区孤岛林场人工刺槐林和旱柳为研究对象,以QuickBird影像为数据源,首先利用面向对象方法实现研究区林地和非林地分类;然后以林地为掩膜,提取出树冠分布范围;在此基础上,分别选取疏林区和密林区为试验区域,通过形态学开闭重建滤波,平滑图像,去除噪声;最后,利用标记控制分水岭分割方法分别对疏林区和密林区进行树冠提取。本文以人工勾绘结果为参考进行精度验证,结果显示疏林区F测度达到87.8%,密林区F测度达到65.5%,表明该提取方法简单易行,精度可靠。     

结合Gabor小波和形态学的高分辨率图像树冠提取方法

树冠信息的遥感提取能有效辅助森林参数反演、林分长势监测、树种识别等森林调查活动。随着遥感信息自动化提取的需求不断加强,本文基于高空间分辨率遥感数据,以滁州市皇甫山林场为研究区域,设计了一种结合Gabor小波和形态学的树冠提取方法。该方法首先采用Gabor小波提取出纹理特征,其次结合K-means聚类分析方法,对PCA降维后的纹理特征向量提取出阔叶林区,最后基于形态学理论降低影像噪声,并利用前景后景标记的分水岭方法进行单木树冠提取。经过与人工解译的树冠信息结果对比发现,在郁闭度较高的阔叶林区,该自动化方法提取树冠精度较高,分割准确率A_d为79.59%,F测度达到了79.00%能有效提供精确的单木树冠信息,为林业经济调查技术的发展具有一定的实践意义。     

火险等级评估方法与应用分析

森林草原火灾不仅严重危害到社会和人民财产安全,还危及到我国生态安全。火险等级评估作为科学防火的一个重要方法,可以为森林草原防火提供科学有效的决策支持信息。本文在已有相关研究总结的基础之上,针对火险等级评估方法和应用进行了如下分析。并定义阐述了火险等级评估研究中的相关概念;对火灾危险评估已使用过的指标进行了总结,简要分析了各类评估指标对火灾的影响;总结和分析了已有的火险等级评估方法;并介绍了针对我国北方四省森林草原生态环境特点简要分析了遥感反演指标的火险等级评估应用。     

结合遥感和气象数据的森林火险监测研究——以马来西亚半岛为例

结合遥感和气象数据,基于可燃物引燃能量的物理概念,利用火灾敏感性指数(FSI)进行森林火险监测和评估。计算FSI只需要两个参数,即可燃物的温度和湿度,两者均可以从遥感和气象数据获得。利用遥感数据进行可燃物类型制图,并根据可燃物易燃性对FSI的值进行调整计算。利用MODIS探测的火点数据对马来西亚半岛火灾前9天的FSI进行了比较分析,发现随着火灾发生日期的接近,FSI的值逐渐升高,这个趋势在火灾发生的前4天中表现的尤其明显。结果表明,FSI将遥感数据和气象数据两者紧密结合在一起,能够很好地对森林火险进行监测和预警,是一种性能优越的火险评价指数。FSI可用于计算可燃物的点燃概率以及在不同的生态系统中进行火险的比较,并且因其灵活性和可扩展性,有利于不同类型火险模型的集成和发展。     

基于遥感影像的变化检测研究动态

变化检测是遥感应用的重要领域之一,同时也是遥感科学研究的难点问题.随着对地观测技术的不断发展,影像分辨率的逐渐提高,基于遥感影像的变化检测在理论方法和技术手段上也有了显著的进展.本文以第21届国际摄影测量与遥感大会(ISPRS)中的变化检测相关文章为主,参考相关文献,从理论模型、技术方法、应用实例及平台这三个方面介绍基于影像的变化检测研究动态.     

面向协同式森林灭火决策的领域本体构建及其解析

森林灭火决策的参与人员可能来自不同的组织、不同领域,他们有不同知识结构、专业背景、学识和各自的经验、偏好,这往往不利于决策过程中的交流、协同进行。本文把本体引入协同式森林灭火决策中,解决决策成员在协作中对他人所述的内容理解一致问题。分析了现有建立领域本体的主要方法,并借鉴软件开发的生命周期理论,提出建立面向森林火灾的领域本体的具体实现方法。以森林灭火决策为应用导向,通过对森林灭火决策的内容分析及与领域专家相互交流,根据领域中概念分类体系和概念的组合结构,从相关领域(林业、气象学、消防工程、地理学)抽象出概念术语集、关系集、函数集、规则集等,建立可共享、理解、重用、互操作的概念模型;利用本体建模工具,建立森林灭火本体库;设计与实现了本体的解析与可视化工具,用户可以交互式的查询术语的概念内涵,利用可视化工具,显示概念之间的关系。研究成果将为学科或领域间的高效协作打下通信与交流的基础,为林业、消防的信息化研究、林火本体服务提供可借鉴的框架和成果,为林火管理和应急指挥决策提供一个语义层级次上的重要途径。     

森林防火减灾信息系统的设计开发——以四川省遂宁市为例

森林资源是极其重要的自然资源。利用3S(GIS、RS、GPS)技术、数据库技术,以及网络技术建立森林防火信息系统对减少森林火灾损失具有重要意义。本文以四川省遂宁市为例,对该市森林防火信息系统的结构和功能、系统的数据库进行了设计、建设。该系统数据库的数据主要有1:1万地形图,1:1万森林资源二类调查数据,气象站点数据,扑火力量分布数据,了望站点分布数据,扑火物资储备数据,林业管理机构分布数据,以村或乡镇为单位的人口、经济统计数据及遥感影像数据库。该系统的主要功能包括数据的处理和管理,森林火险等级评价,森林火灾监测,林火趋势模拟和预测,最佳扑火路径分析,防火扑火预案制定,防火扑火决策,灾害损失评估,灾后重建辅助决策,相关图、表和报告制作等功能。在系统的搭建过程中,采用MicrosoftVisualStudio2005作为开发平台,利用Ar-cEngine组件对象模型进行软件系统的开发,采用SQLServer2005数据库管理系统和ArcSDE9.2空间数据库引擎来实现该系统的数据管理。该系统的建立对该市森林防火和森林资源管理等均具有重要意义。     

森林生物量遥感估算与应用分析

遥感图像光谱信息具有良好的综合性和现势性,利用遥感信息和GIS技术进行森林生物量估算及碳过程的研究已经成为一种全新的手段。本文对森林生物量遥感估算方法及其应用进行了深入分析,总结了利用遥感信息进行森林生物量估算的四种主要方法:遥感信息参数与生物量拟合关系的方法、遥感数据与过程模型融合的方法、基准样地法(KNN方法)以及人工神经网络模型方法,并在此基础上分析了当前该领域研究的不足,以及今后利用遥感方法进行森林生物量估算的主要发展方向。     

基于Faster R-CNN深度网络的遥感影像目标识别方法研究

遥感影像目标识别在众多领域中具有极高的理论意义与应用价值,更快速、更精确的目标识别方法研究是目前遥感及图像研究领域的热点与难点。本文将深度学习的方法应用于遥感影像目标识别中,提出基于Faster R-CNN深度学习网络的目标快速精确识别方法。该方法采用了包括基于RPN的建议区域提取方法和VGG16训练卷积网络模型,构建了面向遥感影像目标识别的深度卷积神经网络。为验证该方法的精度及性能,在Caffe深度学习框架上,选取高分辨率遥感影像中飞机、油罐、操场及立交桥目标进行验证实验。结果表明,基于Faster R-CNN的深度学习方法能够实现对遥感影像目标的快速、准确识别,同时具有较好的推广性。通过本文的研究,证明基于Faster R-CNN深度学习的高分遥感影像目标识别方法具有显著优势和潜力,对基于其他深度学习方法的目标识别研究也有一定的参考意义。     

遥感图像检索系统的设计与实现

海量遥感图像的检索与管理,需要研究有效的基于内容的图像检索方法。目前,对遥感图像的CBIR研究,主要集中在颜色、纹理、形状等视觉特征检索方法上,尚缺乏实用系统。从面向实用的遥感图像检索系统(RSIQuery) 的体系架构设计入手,着重分析了CBIR遥感图像数据模型和数据组织方式,并给出了系统的初步实现。     

基于社交媒体的森林火灾舆情信息脉动分析

2019年和2020年四川省发生了两起大型森林火灾,受到政府高度重视,也在网络上引发了广泛讨论.为了呈现森林火灾后微博文本中蕴含的舆情信息,有效地了解舆情,掌握规律,对四川凉山前后两起重特大森林火灾发生后的舆情进行了数据挖掘和对比分析.使用核密度、地理探测器方法对两起森林火灾舆情时空扩散和空间分异进行了研究,使用LDA...     

森林过火区植被遥感参数的变化与恢复特征分析

遥感技术可以快速、准确地监测森林火灾火烧迹地的植被遥感参数变化,分析植被对火灾的响应与恢复特征,为防灾减灾决策提供科学依据。本文首先基于森林火灾前后的Landsat5 TM数据,利用差分归一化燃烧指数（the Differential Normalized Burn Ratio,dNBR）来提取2009年澳大利亚维多利亚州火烧迹地的范围,计算过火区面积及火烧强度;其次基于时间序列的全球地表特征参量（Global Land Surface Satellite,GLASS）产品中的叶面积指数（Leaf Area Index,LAI）、吸收光合有效辐射比例（Fraction of Absorbed Photosynthetically Active Radiation,FAPAR）数据,利用距平分析法对比不同火烧强度过火区植被与未过火区植被受森林火灾的影响状况与植被恢复特征。结果表明,森林火灾发生后,LAI、FAPAR值迅速降低,火烧强度越大,LAI、FAPAR下降程度越大,高火烧强度过火区的LAI、FAPAR最大降幅分别为中火烧强度、低火烧强度过火区的1.2、1.3倍;随时间推移,LAI、FAPAR值逐渐上升,在2-3年内恢复至未过火区水平。LAI、FAPAR恢复至未过火区平均水平的时间与森林火灾规模、火烧强度密切相关：维多利亚州森林火灾过火区域中大过火斑块、高火烧强度林地的植被遥感参数恢复时间相比小过火斑块、低火烧强度林地滞后1-2年。植被遥感参数LAI、FAPAR能很好地反映过火区植被的受损状况及恢复过程。     

漳平市森林可燃物类型变化遥感动态监测

森林可燃物类型的空间分布是林火蔓延、灭火可视化建模与仿真中需要考虑的重要因素之一。在对森林可燃物类型划分的研究进行回顾的基础上,提出了考虑树种信息的分类方法。根据漳平市2003年小班图层中的优势树种信息,获得该市2003年四种森林可燃物类型即竹林、阔叶树、杉木林以及马尾松的空间分布专题图。在此基础上,采用面向对象分类技术,对ASTER影像进行分类,探测每种可燃物类型的内部变化和外部变化。该技术利用影像分割技术构建分类对象,使每个对象具有光谱信息的同时,具备大小、形状、拓扑关系、类别层次等诸多信息。对分类结果进行评价的结果表明,利用面向对象分类技术,充分利用了光谱特征以及类别相关特征,提高了分类精度,分类的面积精度达到89.3%。由于影像分割过程应用了专题图层,对象的边界不会超越专题图层的边界,使得对现有图层的更新尤为容易。最后,利用矢量格式的遥感分类结果对原森林小班图层进行更新,获得新的可燃物类型图层,作为林火可视化模型的输入图层。该研究不仅提供了现势性强的森林可燃物类型图层,而且在不破坏原小班边界的基础上,对发生变化的区域进行刻画。对于森林资源管理者,提供了实地调查过程的目标区域的信息。     

青藏高原冰雪消融区岩漠动态变化遥感监测研究现状与展望

青藏高原作为地球第三极增温明显,相关研究多集中于青藏高原冰雪动态,很少关注冰雪消融后岩漠的变化。岩漠通过地气相互作用影响着全球气候变化的区域差异。本文通过梳理青藏高原冰雪、冰雪消融区、岩漠动态变化遥感监测方法体系,着重分析了各遥感数据来源及提取方法的优缺点和适用性,并对基于遥感技术条件下青藏高原冰雪动态监测、冰雪消融区岩漠动态变化监测的数据来源、研究方法与技术进行了总结。目前,青藏高原冰雪动态变化遥感监测数据来源多样、研究方法成熟,而冰雪消融区岩漠动态变化遥感监测尚未形成系统研究。在人为干扰不明显背景下,青藏高原冰雪消融区岩漠的动态变化,在一定程度上也可作为对冰雪变化遥感监测的补充。     

面向多源遥感影像数据的溯源模型研究

遥感卫星技术的快速发展推动了多层次、多角度、全方位、全天候的对地观测，遥感影像数据极大丰富了起来，已广泛应用于众多领域。然而，影像数据时空分辨率不一、质量参差不齐，从原始遥感数据到数据产品的处理算法多样、业务流程复杂，导致遥感数据处理结果的质量追溯较为困难。针对此，本文对多源遥感影像数据溯源信息模型进行研究，根据遥感影像的分发、处理等特点，构建了遥感影像元数据溯源信息概念模型，图谱化表示遥感影像衍生过程中的事件、实体、关系和属性信息；为了提高遥感影像溯源信息的互操作能力，对W3C（万维网联盟）PROV溯源模型进行了继承与扩展，构建了溯源信息概念模型与W3C PROV溯源模型的映射框架，实现了溯源信息的表达；提出了遥感影像元数据模型扩展方法，以支持溯源信息的嵌入。本研究丰富了遥感影像元数据的溯源信息，支持用户对遥感数据产品追踪溯源，评估其可用性和可靠性；同时，提出了基于溯源信息的遥感数据查询优化方法，提高了数据查询效率。     

地震烈度应急遥感评估研究与应用进展

地震烈度是地震引起的地面震动及其影响强弱程度的度量。地震烈度在地震区划、建筑物与生命线工程抗震设计、灾害防御等方面具有广泛的应用。震后评定的地震烈度图是地震应急救援、恢复重建等的主要依据之一,因此,震后快速确定地震烈度具有重要救灾与减灾意义。本文在论述地震应急及其对遥感应用需求的基础上,回顾了遥感技术及其在地震应急研究与应用中的发展历程,概述了中国地震应急遥感应用的基本思路、地震灾害和地震烈度遥感定量评估方法,展示了该方法在巴楚-伽师地震、汶川地震、玉树地震、芦山地震、鲁甸地震等震后实际应急应用效果。最后,指出了目前震害遥感定量评估中存在的问题,并展望了未来震害遥感定量评估研究与应用。