基于实地核查的气象卫星森林火情监测真实性检验

随着卫星平台的高速发展和监测技术的日趋完善,气象卫星凭借高频次和高时效特点在森林火情监测方面具有独特优势。研究简要介绍了气象卫星森林火情监测原理,提出了卫星监测缓冲区半径人工核查法,对极轨气象卫星(polar-orbiting meteorological satellite)上下文法(contextual)和静止气象卫星(geostationary meteorological satellite)时序法(temporal sequence method)计算得出的林火监测结果进行真实性检验。结果显示,极轨与静止气象卫星结合的森林火情监测方法的真实火点率达81.03%,具有较高的时空稳定性;湖南省真实火点分布具有明显的时空分布集聚特征,湖南南部五地级市监测得到的真实火点占全省真实火点的76.60%,“林火较高发期”监测真实火点占全部真实火点的81.96%;静止气象卫星首次监测到的真实火点占全部真实火点数的96.28%,FY4A国产静止气象卫星在森林火情监测中体现了明显高精度优势。研究表明,卫星监测实地核查为森林火情真实性检验工作提供了重要的核验数据,填补了国内大尺度长时序森林火情监测...     

基于中分辨率成像遥感数据的毕拉河林场林火信息检测

利用中分辨率成像光谱仪(MODIS)时间序列数据进行森林火情监测的原理及通道特性进行分析,利用阈值算法提取火点信息作为鲁棒卫星技术(RST)算法阈值确定前提,结合2种算法对内蒙古大兴安岭毕拉河林场火灾进行火点信息的提取,提高火点信息算法精度;然后,基于确认的火点信息,结合局部变化检测指数(ALICE)和全球环境监测指数(GEMI)提取过火迹地信息。结果表明:结合2种算法确定新的阈值可以有效地提取森林火点信息,检测精度由高到低的顺序为基于连续日期均值算法和基于空间域均值算法、基于每月同期均值算法,基于连续日均值的RST算法更加适合林火信息检测;结合ALICE和GEMI提取过火迹地信息的方法可以检测出绝大部分过火迹地像元,检测精度较高。     

2015-2020年河南省秸秆焚烧火点时空分布及影响因子研究

利用GIS技术对区域秸秆焚烧火点时空格局进行探究,能为政府监管部门提供较为全面的辅助决策依据。本文选用2015-2020年河南省SatseeFire火点数据集,利用重心转移模型和空间自相关模型分析2015-2020河南省县域内秸秆焚烧火点的时空分布格局及其变化趋势,并利用地理探测器（Geodetector）结合高程、坡度、坡向、农作物播种面积、农作物产量、GDP以及人口密度7个因子,探究火点的空间分布特征,结果表明：（1）2015-2020年火点数量呈滑坡式减少态势,夏秋季秸秆焚烧火点数量持续减少,秸秆禁烧效果明显,春冬季火点数量相对较多;（2）火点整体由西向北转移,火点重心主要集中在许昌市,呈明显的回字形转移路径;2015年火点呈较低的空间正相关水平,空间集聚性较弱,2016-2020年火点在空间上的离散分布态势明显,火点集中分布的县域不断减少,零散分布的县域略有增加;（3）2015-2020年各因子对火点影响程度的大小排序为：农作物播种面积＞农作物产量＞GDP＞人口密度＞高程＞坡度＞坡向,6年间各因子对火点空间分布的影响程度不断减弱,各因子对秸秆焚烧火点具有相互增强或非线性增强效应。     

基于MODIS数据的2001-2018年黑龙江省林火时空分布

[目的]黑龙江省是中国重要的林业省份之一,也是受林火危害最严重的地区之一.通过遥感数据获取森林火点信息,充分了解近年来黑龙江省林火发生的时空分布格局,探索林火发生规律.[方法]根据黑龙江省2001—2018年MODIS(分辨率成像光谱仪)遥感图像的MCD64A1火烧迹地产品数据集,提取林火火点信息,结合历史火灾记录资料...     

草原火灾监测中的遥感卫星数据源

卫星遥感是野火监测中的常规手段。通过比较各卫星遥感数据的光谱特性,提出日本的Himawari-8卫星作为新一代的静止轨道气象卫星,其高频率连续地观测数据能提供火灾动态演变的重要数据。新一代的极轨气象卫星Suomi NPP和Sentinel-3A具有相对高的时间分辨率和空间分辨率,可以提供火点发现、火点定位、燃烧面积测量、灾后评估等数据。中等分辨率(15~100m)的Landsat8能提供更精确的火点定位和更详细的地形信息。     

气溶胶卫星遥感产品在林火检测中的适用性

森林火灾导致火点周围气溶胶光学厚度(AOD)发生显著变化,可利用MODIS气溶胶产品作为识别火点的辅助手段.通过对比火点周围MODIS C5 10 km、C6 3 km、C6 10 km气溶胶产品的有效样本数、空间分布特征来评估不同版本气溶胶产品应用于火灾烟羽检测的可行性,同时对比在火点32方位角条件下AOD的积累效应对烟羽敏感性的差异.结果表明,MODIS C6 3 km气溶胶产品能较准确地表征林火伴生的烟羽特征,C6 10 km和C5 10 km产品效果较差.C6 3 km产品在以火点为中心,扩散半径为24 km时,32方位角累积AOD比值对烟羽检测敏感,C5 10 km和C6 10 km产品对烟羽检测的敏感性较差.     

基于机器学习算法的森林火灾风险评估研究

【目的】利用森林火灾风险图可提高有效巡护,优化有限防火资源,基于地形、人类活动、植被和气象因素数据,采用基于机器学习算法构建了林火发生预测模型,对林火防护提供一定的参考。【方法】以安徽省滁州韭山为研究对象,提取林区的坡度、海拔、坡向、到居住点的距离、到道路的距离、地形湿度指数、归一化植被指数和温度驱动因素,评估火灾发生驱动因子,将潜在驱动因子分成地形、人类活动、植被与气象因素等4类;使用哨兵火灾产品,提取林区内的历史火点,然后采用机器学习算法建立林火发生的预测模型;最后利用混淆矩阵评估指标和接受者操作特征曲线(ROC)进行精度评价。【结果】植被、温度和到道路的距离是研究区域火灾发生的主要驱动因素。两种模型的ROC曲线表明,逻辑回归预测模型准确度为71.07%,曲线下面积(AUC)值为0.717 2;随机森林模型具有较好的准确性,准确度达到84.91%,曲线下面积值为0.850 1。【结论】随机森林模型表现出比逻辑回归模型更好的预测能力。森林火灾风险图表明,随机森林模型预测下,研究区11.91%(29.36 km²)位于高、极高风险级别。森林火灾风险图可有效协助林火...     

多源数据融合的森林火灾监控方法

针对林区人员巡视难度大、效率低的问题,提出了一种多源融合的火灾监控方法。首次引入烟尘颗粒浓度来识别可能发生火灾的异常区域,并结合人类活动和气象因子与森林火灾间的关联性来评估火险程度,进而筛选出高风险的区域。实验结果显示提出的方法能够在一定程度上过滤掉伪火点的区域,从而促进巡防人员集中有限力量快速处置火情隐患。     

1980—2015年内蒙古森林火灾的时空动态

【目的】林火是森林生态系统中重要的干扰因子,严重影响着森林的结构与功能。内蒙古大兴安岭是我国重要的森林生态系统之一,从内蒙古地区地域、海拔、火灾原因分布等可能导致火灾的时空因素分析林火灾害,为森林防火和管理提供有力的科学依据。【方法】基于遥感影像,借助ArcGIS 10.2和Origin等软件,分析了1980—2015年内蒙古地区森林火灾特点,结合时间、空间的因素,探讨林火的时空动态规律。【结果】内蒙古地区森林火灾时空上表现出规律性分布。受害森林面积年变化存在周期性规律,周期间隔16 a,且春季为林火高发季节,在进行森林防火的资源调节过程中,火灾发生次数较多的4、5月正处于春分、清明和谷雨时节,应以控制火源为主要内容。此外,月初林火发生概率相对较高,应在该时段提高警惕; 林火的发生主要集中在9:00—17:00; 多发于呼伦贝尔市、赤峰市、鄂尔多斯市和兴安盟等地区,其中兴安盟过火面积最大,大兴安岭林区火灾也比较频繁。【结论】内蒙古森林火灾频发,过火面积较大,且火灾频发与人类活动及气候特点息息相关。森林火灾主要由人为活动造成,必须严格控制野外火源、生活用火等。建议在掌握内蒙古自治区森林火灾时空动态特征的基础上,加强防火宣传与教育,并运用科学的森林防火措施,制定合理的森林防护政策。     

基于无人机遥感图像的森林火灾检测

为减少森林火灾造成的生态与经济损失,搭建无人机检测平台采集森林遥感图像,基于支持向量机(SVM)开发森林火灾检测系统.通过分析森林遥感图像的像素点,预提取火灾的感兴趣区域(ROI),提高火灾识别准确率.利用方向梯度提取森林火焰的边缘特征与纹理特征,采用机器学习方法进行森林火灾识别.实验结果表明,该检测方法对火灾与非火灾...     

多源卫星热点产品的融合与交互检验

卫星遥感是快速获取地面火灾信息的有效手段,不同频次不同空间分辨率的各类卫星热异常产品记录了大量火情信息,然而在大范围空间尺度上很难对其进行地面火灾监测有效性的验证,影响着多源卫星火情监测融合产品的实际应用。本文研究以贵州地区为例,运用较高空间分辨率的中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer, MODIS)和可见光红外成像仪(visible infrared imaging radiometer suite, VIIRS)监测热点对两个先进的静止气象卫星葵花成像仪(advanced himawari imager, AHI)监测热点产品进行检验和评估,分别量化两个AHI热点算法的侦测性能。结果表明：在8 h时间窗内,两个AHI热点算法相对于MODIS和VIIRS热点的误分率在39.2%～71.7%,漏分率在52.7%～68.5%,而相对于地面调查火灾的误分率为25.5%和33.3%。随着格点内极轨卫星热点像元数的增加,两个AHI算法侦测到的概率迅速增大,当5 km×5 km格点上出现4个MODIS和10个VIIRS以上...     

耦合植被与T639模式的森林火险气象潜势预报

 利用中国2425个测站地面观测资料和T639数值预报资料，以下垫面地理信息、森林植被分布特征为理论依据，通过分析大气降水、地表气温、湿度、风速等气象要素与可燃物状况之间的关联性，建立森林火险气象预报模型。预报结果表明，模型结果能够较好地反映出局地森林火险气象等级较高的区域，对预报有很好的指导作用。     

基于三维闪电的凉山州森林火灾高危区雷电活动特征分析

为了分析四川省凉山彝族自治州森林火灾高危区雷电活动特征,利用四川地区三维闪电监测定位系统收集２０１８―动时空分布特征,找出凉山州森林雷击火灾重点防护时节和地区,为进一步研究凉山州森林火灾高危区雷电风险区划和雷击２０２０年的雷电活动数据资料,运用ＡｒｃＧＩＳ软件和数理统计等方法分析四川省凉山州木里藏族自治县和盐源县两地的雷电活火灾预防提供科学依据和技术支持     

基于.NET和ArcIMS的林火发布系统设计

采用ArclMS作为地图发布平台,将ArcGIS作为ArcIMS的数据处理平台实现了基于ArcMapServer的火场地图数据发布,并通过对ArcIMS的2次开发,以WebGIS为技术支持,结合林火信息管理的需求,建立基于．NET平台林火信息发布系统．详细地介绍了该系统的总体设计,包括平台和技术路径的选择、系统的结构体系和发布流程,给出了系统的实现方法．实现了林火信息的动态发布,为森林火灾的管理、扑救和决策提供了依据．     

基于"3S"技术的森林资源管理信息系统建设

结合森林资源规划设计调查,建立各县落实到小班地块的空间数据库和属性数据库,并通过空间数据和属性数据的相互关联及模块化管理,使之成为可视化、多元化的管理信息系统,实现数据输入、查询、分析、演示、输出一体化,为森林资源管理、林业调查规划设计提供辅助手段。     

利用葵花8号卫星资料反演中国东部地区地面PM2.5浓度

为了得到中国东部地区大范围的地面PM_2.5浓度分布, 用机器学习方法建立一个模型, 用2019年葵花8号静止卫星大气顶层反射率数据和欧洲中心气象资料作为输入数据, 地面PM_2.5浓度作为输出数据。验证结果表明, 在不同时间尺度下, 该模型对中国东部地区均有较高的精度。对于小时PM_2.5的浓度反演, 该模型的十折交叉验证的相关系数为0.82, 均方根误差为20.11 μg/m³。将2019全年卫星?气象格点数据放入模型, 得到中国东部地区全年逐小时的PM_2.5格点数据, 利用该格点数据分析中国东部地区PM_2.5浓度的季节变化和空间分布, 取得良好的效果。     

林业信息系统体系构建分析

随着林业各种特征信息的采集和处理的标准化,以地理信息系统为中心的"3S"一体化技术及网络技术为基础,采用现代科技方法,建立高精度的林业空间信息管理数据库,方便林业部门中进行天然林保护工程、退耕还林(草)工程、森林资源动态监测、资源数据管理、林权管理等管理,充分利用RS的实时性和动态性,达到林业可持续发展过程中的以信息提供、动态监测和辅助决策为目标的林业信息综合管理,实现动态管理与监测.     

基于我国受威胁海洋鱼类分布与捕捞压力的保护空缺分析

从专业物种数据库(IUCN, OBIS 和 GBIF)、文献数据库和专著中提取并整合分布在我国海域的 86 种受威胁海洋鱼类的基础信息数据, 利用 GIS 技术得到热点分布区域和捕捞压力格局, 通过比较物种丰度图层和脆弱度指数加权丰度图层, 探讨我国受威胁海洋鱼类的分布与受威胁状况, 并结合现有保护区信息与渔业捕捞热点区域进行保护空缺分析。结果表明: 1) 我国受威胁海洋鱼类分布热点区域包括台湾海峡海域、闽南海域、台湾以东海域、粤东海域和珠江口海域, 面积达到23.1 万 km², 占我国海域总面积的7.7%; 2) 我国海洋保护区面积仅占受威胁海洋鱼类分布热点区域的2.3%, 覆盖度需要加强; 3) 浙中南部分海域既是捕捞“热点”区域, 也是客观上受捕捞威胁严重的区域, 需加强管理; 4) 结合Global Fishing Watch的捕捞数据分析显示, 我国的禁渔政策对鱼类多样性保护效果显著, 在休渔期捕捞强度降低80%以上, 但整体捕捞压力仍巨大。