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-lA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.
森林火灾监测、高分四号卫星、合成孔径雷达、多源遥感数据、火灾蔓延
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国家重点研发计划;国家自然科学基金
2020-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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