基于遥感数据的森林火灾监测研究概述

研究和总结了遥感数据在森林火灾监测中的应用,研究对象主要是NOAA和MODIS,内容包括遥感监测火灾的原理、基于2种数据的森林火灾监测算法以及目前的研究现状。最终得出结论:MODIS数据在林火监测的准确率和定位精度等方面较NOAA卫星有较大的提高,动态监测具有较好的应用前景。     

基于多源遥感数据的森林火灾应急监测

针对目前森林火灾应急救援工作中火情监测手段单一、实时性、全面性不够的问题。本文总结了一种基于多源遥感监测数据的复杂地形森林火灾应急监测工作方法,解决了宏观尺度下森林火灾应急监测不够实时和全面的问题。研究结果表明：(1)空天地联合监测的火情信息获取方法具有全面、机动性和实时性等优势,可有效辅助于森林火灾现场指挥救援工作;(2)以吉林一号和高分一号为主的国产卫星载荷下的光学监测和夜光遥感监测可对火灾区域进行宏观尺度的持续观测;(3)无人机载荷的热红外探测和激光测距传感器可以实时获取夜间和小范围区域内的火点信息,助力火灾打早打小。本文研究成果可为森林火灾应急指挥部在火场地形地貌分析、救援力量部署、火灾实时追踪监测和灾后复燃隐患防控等工作提供科学决策支撑。     

联合多源遥感数据监测四川木里县森林火灾

森林火灾既严重影响森林生态系统的稳定,还威胁到人类生命财产安全。传统监测森林火灾方法,覆盖范围小,难以及时监测小面积火灾。遥感卫星能大范围精确监测火情,提高了监测方法的时效性,但使用单一卫星数据源很容易受到云雨等客观环境因素影响,降低监测的时效性。本文以四川木里藏族自治县"330森林火灾"区域为对象,开展多源卫星遥感数据对小范围火灾联合监测的研究。首先,充分挖掘高分四号高时空分辨率和中红外火烧敏感波段优势,联合烟幕、温度和植被指数时序变化确定火烧时间与位置;然后,使用Sentinel-2数据监测不同火烧区域光谱信息;接着,使用Sentinel-2数据提取dNBR(differenced Normalized Burn Ratio),提出了基于最大类间方差算法(OTSU)分步骤确定不同程度火烧迹地与面积的方法;最后,建立Sentinel-1A极化比值PR (Polarization Ratio)和NDVI之间关系,利用微波雷达突破云雨限制。结果表明:(1)高分四号联合IRS(InfraRed Scanner)和PMS(Panchromatic Multispectral Sensor)能够实时监测小范围火灾;(2)根据火点位置,确定火灾蔓延期间NDVI下降(由0.7降低至0.25),确定起火时间(3月30日);(3)火灾区域与未受灾区,以及不同类型火烧迹地之间的光谱在490—2200 nm范围存在差异;(4)基于OTSU算法自动确定阈值,确定林地损失面积41.56公顷(dNBR=0.35),精度达94.67%,提取林地过火未损失面积66.56公顷(dNBR=0.10),精度达90.94%,林地损失区域基本符合实际调查结果;(5)火灾前后极化比值由6.6 dB升高至10.8 dB,NDVI与PR经线性回归,R2=0.58,验证R2=0.50。联合多源卫星监测森林火灾,能提高森林火灾监测的时效性,避免了云雨等复杂环境的影响。研究成果能为小火点的及时识别和灾害评估提供参考,其应用可为林火应急响应提供技术支撑。     

MODIS数据监测森林火灾方法的研究

介绍了现有的MODIS在林火监测中的理论算法,但因其受地域条件、天气状况和季节变化的影响,对四川、重庆地区可能会造成漏判或误判.本文以四川地震局提供的MODIS数据为基础,研究如何合理改进原有算法,得出一种适宜于四川、重庆地区的林火识别算法.实验表明,本文得出的算法能够有效地监测森林火灾.     

MODIS数据在火灾监测中的应用

简介了MODIS在火灾方面的应用潜力,并对2002年8月份在中国东北大兴安岭突发的火灾作了动态监测,其目的是对1B级数据进行验证,以及对MODIS火灾检测参数进行测试和检验。结果表明,MODIS在火灾监测方面有很好的应用前景。     

基于多源遥感数据的藻华信息提取研究

将同期的ENVISAT ASAR图像和MODIS图像进行配准,利用经过大气校正后的MODIS光学图像,根据分类决策树对图像EVI进行分类,借此对太湖的藻华和非藻华区域进行划分,并以此为据在ASAR图像上研究两者的V/V后向散射特性,使用阈值法对藻华范围进行提取,并将结果与MODIS图像上得到的藻华范围进行对比。结果表明,通过ASAR图像与MODIS图像得到的藻华范围较好的吻合,说明在一定条件下,ASAR图像可以显示出藻华。最后,本文还从机理上探讨了风速对藻华成像的影响,分析了光学和微波图像提取藻华范围不完全一致的原因以及利用微波数据监测藻华的局限性。     

多源遥感数据应用于森林健康研究的趋势

森林健康是一个复杂的概念, 森林健康评价的指标选取也是一个复杂的系统。由于遥感技术具有宏观性、实效性、综合性、可重复性和成本低等优点, 能为传统上只依靠野外实地调查进行的森林健康研究提供广域的、定量化的表达方法, 因此用多源遥感数据诊断森林必将成为森林健康研究的理想手段之一。论文将从森林参数的反演、森林火灾的监测以及森林病虫害监测三个方面入手, 综述多源遥感数据应用于森林健康研究的发展趋势。     

森林火灾后生态变化遥感监测评价模型的构建方法研究

通过攀西林区云南松林的一系列旧火烧迹地的更新恢复和生态变化的遥感调查，对各生态因子的空间分布特征及生态变化的影响规律进行分析，确定了评价因子（变量）及其评价标准，利用遥感信息，以及地形、土壤、林分和林木受害程度等要素的８个因子的模糊综合评判结果和火烧年限等为变量，通过多组数据的多元统计分析，建成森林火灾后生态变化遥感监测评价模型，经野外调查结果验证分析，达到了预期的攻关目标。为使该模型能适应森林生态遥感监测运行系统的需要，对各监测因子数据的获取、植被指数的提取等方面进行了深入的方法探索。     

基于多源数据协同的遥感动态监测

采用GF-1、ZY102C国产高分数据以及Sentinel-1雷达数据,开展可可西里盐湖动态监测,研究结果表明在2015-2020年期间,可可西里盐湖水体面积持续增长,其中2018年7月至2019年7月期间湖水面积增长最快,之后盐湖面积增长速度有所减缓,自2019-08-30引流疏导应急工程引水以来,盐湖面积变化速率呈近直线型下降.2020-05-01盐湖水体面积稳定在211.77 km2,湖水漫溢现象已经得到遏制.结合动态监测结果分析,盐湖水体面积急剧增加是由于卓乃湖溃决,致使湖水外泄注入盐湖以及地表径流水流量增大所致.     

基于多源遥感的呼伦湖动态监测

利用2005-2015年MODIS 8 d合成数据和Jason-1、Jason-2卫星测高数据,对呼伦湖水域面积以及水位变化进行动态监测,并以降水量和蒸发量为指标进行了驱动力分析。结果表明:①2005-2009年水域面积和水位均呈持续减少趋势,湖面萎缩了2.24万hm~2,水位下降了1.37 m;2009-2012年水域面积和水位变化幅度均不大;2012-2015年水域面积和水位大幅增加,2013年达到最大值分别为28.62万hm~2和544.55 m,因此利用卫星测高数据研究呼伦湖水位变化是可行的。②蒸发量是影响呼伦湖水域面积和水位变化的主要因素,降水量为次要因素。     

基于多源遥感数据的林地信息提取

为准确、快速地进行林地信息提取,实现林地的信息化管理。本文以曹家务乡为例,利用高分一号、资源一号02c和资源三号卫星数据之间的互补性,结合光谱特征、物候特征和植被指数等因子,通过面向对象算法的多尺度分割和阈值分类、模糊分类以及最邻近分类法,对林地信息进行提取,实验结果表明:本文所提出的方法精度较高,能够满足实际生产需求。     

基于IHS的多源遥感数据融合

首先简要叙述了IHS法在遥感图像融合中的应用,然后对实验结果进行了分析,并用融合后的图像建立了土地利用类型的解译标志,以期为HIS法用于遥感图像融合提供参考。     

基于多源遥感数据的洪涝淹没范围时序监测分析

目前,洪涝灾害是我国最严重的气象灾害之一,如何实现及时准确的洪灾监测是防灾减灾的重要前提和基础。本文基于多源遥感数据,采用数据协同的方式进行洪涝淹没范围时序监测分析,以重现淹没情形,反映灾情特征。其中MODIS地表反射率产品和DFO达特茅斯洪水数据库能够实现淹没的宏观动态监测;由同期高分辨率遥感影像水体提取结果以空间差值的计算方式求取的淹没范围则能反映淹没的空间变化和细节特征。相关结果可为灾情评估奠定基础。     

多源遥感数据支持下的区域性森林冠层高度估测

结合机载LiDAR数据,提出了一种改进的GLAS光斑点冠层高度地形校正模型,以校正后的GLAS光斑点作为输入样本,结合MODIS遥感影像,利用支持向量回归（SVR）的方法对研究区森林冠层高度进行分生态区估测,并利用野外调查数据和机载LiDAR冠层高度结果对估测结果进行验证。结果显示:研究区的坡度等级直接影响GLAS光斑点森林冠层高度估测精度,改进的地形校正模型可以较好的减小坡度对GLAS光斑点森林冠层高度估测的影响,模型精度RMSE稳定在3.25~3.48 m;不同生态分区的SVR模型估测精度较为稳定,其RMSE=6.41~7.56 m;与算数平均高相比,样地的Lorey's高与制图结果拟合最好,不同生态分区平均估测精度为80.3%。机载LiDAR冠层高度结果的验证平均精度为79.5%,和Lorey's高验证结果呈现较好的一致性。     

多源遥感数据协同滑坡应急监测应用研究

在分析总结多源遥感数据在滑坡应急监测方面的应用研究现状与趋势的基础上,提出了一个基于高分辨率光学卫星遥感数据、卫星雷达数据和无人机遥感数据的多源遥感数据协同滑坡应急监测方法,构建了数据获取、快速处理和应急监测信息提取的技术流程;并通过恩施屯堡乡滑坡应急监测的实际案例,验证了多源遥感数据协同作业在滑坡应急监测中的应用,具...     

煤田隐蔽火源多源遥感探测研究

地下煤火分布广泛,屡治不止,造成资源浪费、生态破坏。中国是世界上煤火灾害最严重的国家,80%的煤层有自燃倾向。煤田隐蔽火源的快速、全面、及时、精准探测是实现防灭火及生态治理的基础和前提,多源遥感极具应用潜力,但需穿透地表、深入地下,存在诸多瓶颈。将煤田隐蔽火源多源遥感探测问题抽象为同源（同一地下自燃火源）、多象（地表形成的多种异常现象）、多像（多源遥感拍摄的包括多种地表异常信息的影像）关键节点及同源多象-象像映射-源象传递-多像识源研究链条进行分析,在此基础上探讨煤田隐蔽火源多源遥感探测的技术瓶颈,给合中国新疆维吾尔自治区阜康、米泉、宝安等火区隐蔽火源探测实际,给出在极化时序InSAR火区形变探测、时空温度阈值法火区圈定、多源卫星遥感火区联合识别、无人机火区监测试验等方面的研究进展及效果,展望了地下煤火多源天空地井协同感知认知研究的发展方向。     

多源遥感影像数据融合技术研究

简述了多源遥感影像融合概念以及融合过程、三种融合层次及其优缺点;描述了常用的融合方法及步骤;探讨了遥感影像评价的主客观标准,并总结了多源遥感影像融合需进一步研究的关键技术,为类似的研究提供借鉴.