基于Sentinel-2数据的火烧迹地提取研究

昆明为云南省的政治经济文化中心,森林火灾多发给人民生产生活带来了极大的威胁。准确提取火烧迹地有利于掌握林火规律,加强森林火险区划,通过合理配备资源提高森林防火效率。以昆明地区2016—2020年Sentinel-2数据、高温火点数据和土地利用分类数据为基础,基于差分归一化火烧比率(dNBR)提取该地区火烧迹地面积,并对其空间分布特征进行分析。结果表明：土地利用数据有利于提高火烧迹地提取效率,但高温火点数据错漏较多,对火烧迹地提取贡献不大。Sentinel-2数据与dNBR指数的结合在单火场可以达到平均89%以上的提取精度,有较高适用性。昆明地区火灾高发区为安宁市、晋宁区等地,过火区域集中在高程1 700～2 300 m、坡度6°～25°的林地耕地混杂地区,阴坡过火面积略大于阳坡。     

基于Himawari-8和GF-1卫星的林火遥感监测

以2017年4月11日11-16时(北京时间)辽宁省丹东市森林火灾为研究对象,基于Himawari-8(H8)和高分一号(GF-1)卫星开展林火密集监测、火烧迹地和森林燃烧受害程度监测。基于H8数据采用前后关联的火点识别算法进行火点判识,提取中心燃点温度及燃烧范围;基于GF-1数据采用近红外光谱(B4)、归一化植被指数(NDVI)和全球环境监测植被指数(GEMI)法进行火烧迹地识别;采用高斯函数拟合模型模拟健康林地生长曲线,基于当前影像数据重构火灾前的林地光谱值,以B4衰减量为评价指标对森林燃烧受害程度进行分等定级。结果表明:H8的密集监测显示中心燃点的位置由燃点1变化到燃点2、影响范围由2像元扩大至4像元、燃点温度由321 K降低至314 K;对比火烧迹地提取方法,B4波段的衰减变化最明显、GEMI模型次之、NDVI的衰减不明显,因此小尺度的火烧迹地提取采用B4衰减法最好;基于368个离散点林地光谱指数模拟健康林地生长曲线,拟合方程相关系数为0.89;以4月3日相距火灾发生仅8d的数据进行燃烧受害程度监测,重度受害程度等级漏分误差为90%;经过光谱重构后,重度受害程度分类精度提高24%、轻度受害程度提高10%,总体分类精度为69%、kappa系数为0.44,因此有必要进行火灾前遥感影像的林地光谱重构。     

火烧迹地信息遥感提取研究进展与展望

火烧迹地是描述森林燃烧最重要的信息之一，也是碳循环扰动和全球变化研究的重要参数。重点对近年来国内外广泛使用的火烧迹地产品的解译标志和模型算法进行了归纳总结，以往研究主要侧重于火烧迹地提取模型算法开发，忽视了复杂地形下阴影、纹理等细节特征的作用，限制了人们对火烧迹地的准确提取和科学评估。针对该问题提出了对火烧迹地信息提取改进途径的展望，基于模拟真实地表的DEM参数，优化地形校正效果，建立阴影校正植被指数；明确灰度纹理产生的条件，尝试建立颜色空间和灰度纹理映射方案，实现颜色纹理的定量解译；耦合阴影校正植被指数与颜色纹理，希望减少对小面积火点的遗漏和混淆信息误判，基于高分卫星数据实现长时间序列高精度火烧迹地信息提取，对探讨全球火烧迹地产品研发具有典型代表意义。     

基于时间序列遥感数据的森林火烧迹地提取

森林火灾是当今世界性的重大灾害之一,也是影响北方森林演替的主要因素,其成灾后往往会造成很大的经济损失,并对该地区的森林生态环境产生很大影响。基于2000-2013年8 d合成的MODIS EVI和land surface temperature(LST)时间序列数据,综合应用表征植被生长状态的植被物候期特征指标及全球扰动指数(MGDI),提出了一种森林火烧迹地检测方法,并在大兴安岭及其附近林区进行了应用验证。结果表明,所提研究方法可以有效地提取火烧迹地信息;与基于Landsat的森林扰动监测结果相比,该方法对植被细微的异常变化更加敏感,所提着火点像元也更加集中,在时间尺度上也更加精确和可靠。     

利用RADARSAT SWA SAR和LANDSAT TM的互补信息确定洪水水体范围

从RADARSAT SAR图像中自动提取洪水水体，一直是一个急需解决而又未能得到解决的问题。主要困难是由于阴影与水体严重相混淆。为此，本文研究发现,通过RADARSAT SWA SAR图像和LANDSAT TM图像上的互补信息，利用RADARSAT SWA SAR图像和LANDSAT TM图像上的水体和阴影进行复合处理，可以从RADARSAT SWA SAR图像上准确、半自动提取洪水水体范围。研究结果表明，该方法不仅适用于平地洪水水体范围的半自动提取，而且更适用于包含山区的大范围洪水水体的半自动提取。     

林火对土壤结构的影响

通过对大兴安岭新林林业局 2 0年内不同年数间隔的 10块火烧迹地土壤进行调查取样和室内实验分析 ,发现不同年限、不同强度的火烧迹地土壤结构变化情况如下 :低、中强度火烧对土壤密度和孔隙度的影响不大 ,对土壤分散系数有一定影响 ;高强度火烧对土壤密度、孔隙度和分散系数的影响显著。降雨能使火烧迹地的土壤密度和分散系数升高、孔隙度下降。连年火烧使土壤密度比未烧林地下降 ,而孔隙度和分散系数升高。由此可见 ,高强度火烧对土壤结构破坏严重 ,而低中强度火烧对土壤坚实度和孔隙状况影响不大 ,但对土壤的保水保肥能力有显著影响。     

低强度火烧对长白山林区蒙古栎林的影响

为了减少林区内可燃物的载量,降低森林的燃烧性,对蒙古栎林进行了试验火烧和火烧迹地调查,主要研究低强度火烧对蒙古栎林森林生态系统的影响。地表可燃物载量调查采用线状相交可燃物取样调查方法,按不同径级调查可燃物载量。由于火烧引起部分枯死木倒伏和下木层树枝被烧断,火烧后所有试验地上的径级可燃物载量都有所增加。但地表易燃可燃物减少,林分火险降低。试验火烧为低强度地表火,试验结果表明低强度火烧对上层林木的生长没有明显影响,但下层林木的死亡率可达25%～42%。火烧降低了下层林木的密度,改善了林分卫生状况。试验结果表明,在长白山林区蒙古栎林内,可以采用低强度火烧来降低火险。     

利用多源数据融合研究长白山天池火山的喷发期次及空间分布

利用ERS－2 SAR，Landsat TM和全色航空照片等图像，结合测年、野外地质考察等资料，在GIS平台上利用多源数据融合、小波变换、神经元网络分类等手段，研究了长白山天池火山的喷发期次及分布，为火山灾害制图及危险性评价提供了重要依据。     

用气象卫星监测大范围森林虫害方法研究

以 1989年和 1990年夏季大兴安岭地区落叶松毛虫大发生为背景 ,对利用气象卫星AVHRR资料进行大范围森林虫害监测的原理、方法作了分析。利用比值植被指数 (RVI)分析法 ,与实地虫灾调查相结合 ,找出了受虫灾影响后不同灾害程度的RVI临界值 ,判对率为 73%。与用同期的陆地卫星TM图像解译结果进行统计分析 ,相关系数 0 .91。与实地调查及用TM信息解译的结果相比 ,气象卫星对轻度灾害不易分辨 ,所得受灾面积比用TM解译得到的相应面积小 2 0 %。     

从TM图像自动提取洪涝灾情的研究

1991年夏我国江淮地区发生特大洪涝灾害,本文报道应用TM图像提取洪涝灾情信息的试验研究结果,发展了一套从TM图像数值分析入手,把TM包含的丰富光谱信息转化为洪涝灾情信息的图像应用处理技术.计算机自动输出的滁河和水阳江两流域洪涝灾情分布图和面积数据经实地验证准确可信.     

气候变暖背景下火干扰对森林生态系统碳循环的影响

人类活动所引起的温室效应及由此造成的气候变化和对全球生态环境的影响已受到国际社会的普遍关注。火干扰作为森林生态系统重要的干扰因子,对森林生态系统碳循环产生重要影响以及对未来气候变化的响应更是人们关注的重点。正确理解气候变暖、火干扰与森林生态系统碳循环之间的因果循环关系,了解气候变暖背景下火干扰对森林生态系统碳循环的影响,对制定科学合理的林火管理策略、充分发挥林火管理在森林生态系统碳循环和碳平衡以及缓解碳排放中的作用均有重要的意义。系统论述了气候变暖、火干扰与森林生态系统碳循环之间的逻辑循环关系,并对相关的研究进展进行综述。重点剖析了气候变暖对火干扰的影响,气候变暖背景下火干扰对森林生态系统碳循环的影响,并提出了全球变暖背景下科学有效的林火管理策略与措施,以及今后需要加强的一些研究领域及方向。     

森林火灾气象环境要素和重大林火研究

利用1970～1994年25年间的森林火灾资料,分析研究了湖北省神农架林区森林火灾的火源,火环境条件,林火发生、发展、蔓延和熄灭过程的天气气候特征及重大林火燃烧期的某些要素特征,对指导森林防火灭火具有现实意义.     

草原火险等级预报研究

我国草原主要分布在北方干旱、半干旱地区,频繁发生的草原火灾给畜牧业生产、人民生活及草地生态系统带来了巨大的损失,还可能引起森林火灾,使损失进一步扩大.草原火险等级预报技术可以预测和预报草原火灾的发生和发展,大大减少火灾的发生次数和带来的损失.根据我国北方草原生态和环境特点,综合影响草原火灾发生和发展的因子,选择温度、相对湿度、风速、降水量、枯草率、可燃物干重和草地连续度共7个基本指标构造了基于遥感的草原火险指数.根据计算得到的草原火险指数,将研究区域的火险状态划分为低、中、高和极高4个等级,用来预测草原火灾发生的可能性、扩展速度和扑灭难度.草原火险等级预报可以为草原火灾管理者提供有力的管理工具.     

林火行为预测预报专家系统

在针对我国大兴安岭林区典型可燃物进行实验的基础上,参考美国北方林火实验室编制的BEHAVE程序中的数学模型,提出了一整套估算森林地表火火行为特征量的表达式。在此基础上,通过交互式窗口技术、字符型汉字技术和专家系统原理,建立了“林火行为预测预报专家系统”。该系统在输入现场可燃物分布特性参数及相应的地形条件和气象条件后,即能迅速预测火蔓延过程中不同时间段的火行为特征量的值。与野外试验的结果对比表明,预测的结果是合理、可靠的。     

植物病虫害的遥感探测

本文概述了应用遥感技术探测植物病虫害的原理、途径、优缺点与发展过程.着重报导了最近在安徽省孤山林场开展的从TM图象提取森林松毛虫害的成功试验,并展望了应用遥感技术提高植物病虫害防治水平的前景.     

有人/无人机协同森林灭火作战体系结构设计

有人/无人机协同灭火作为森林航空消防的全新模式是一项复杂的系统工程,以其为研究对象进行体系结构设计具有重要意义.该文以消防无人机、有人机行为模式和灭火能力分析为基础,综合考虑有人/无人机编队方法和控制流程,主要应用美国国防部架构框架的作战视点模型,重点分析各节点之间的交互关系及状态变化,创造性地构建了有人/无人机协同森...     

中国森林火灾研究综述

概述了中国森林火灾方面的研究成果,包括森林火灾的分级和分类、影响因素、研究内容、预报方法等,重点论述了中国森林火灾的研究内容,尤其是中国森林火灾的发生规律及学者们对森林火灾原因的看法。最后提出了防治森林火灾的指导思想。     

三“S”一体化技术在林火灾害监测中的应用初探

遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）技术在自身进一步发展的同时，正日益朝集成化、一体化方向迈进。“3S技术”一体化为林火灾害监测提供了新的极具潜力的技术支持。本文从“3S技术”一体化角度，探讨了它在未来林火监测中应用的可能性及应用模式，最后提出了建立全国林火遥感监测系统的总体设想。