基于知识的多时相TM图像森林火烧迹地快速提取方法

本文以覆盖福州市及周边地区的五期TM图像为例,进行森林火烧迹地的自动提取研究.分别对TM图像上火烧迹地及其背景地物采样,分析火烧迹地在TM图像6个波段及PC变换、TC变换、多时相植被指数(MTVI)上的光谱特征,发现了火烧迹地与背景地物区分的光谱知识.其次,利用DEM数据分析火烧迹地在地形上的分布特点,发现了火烧迹地空间分布的知识规则.在此基础上建立了基于知识的多时相TM图像上森林火烧迹地提取模型,从而解决了快速识别和提取森林火灾信息的问题.     

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。     

基于MODIS数据的火点信息自动提取方法

火点自动识别是提高火灾遥感监测响应速度的关键。MODIS是第一个在仪器特征参数设计上考虑了火灾监测需求的卫星。大兴安岭地区地处草原草甸和森林交界地带,火灾频繁。以大兴安岭地区为实验区,基于马里兰大学提出的MODIS数据火灾监测算法,按照我国的地理环境和植物燃烧条件进行修正,构造了火点信息自动提取模型,形成了从图像预处理到火点自动提取的技术流程。火点信息自动提取产品有火点和异常高温点,火点提取精度达到90%以上。模型适合日间火灾监测。影响火点自动提取精度的主要是因为:图像边缘对探测值产生影响;云覆盖使辐射无法透出;烟羽的影响,使辐射降低。     

中蒙边境地区草原火时空分布特征分析

草原火灾是中蒙两国共同遭受的比较严重的自然灾害之一。针对中蒙边境地区的草原火灾,以内蒙古东乌珠穆沁旗及接壤的蒙古国三个苏木为研究区,采用2000-2014年的MCD45A火烧迹地产品,利用GIS空间分析方法对中蒙边境地区草原火的时空分布特征进行分析研究。研究结果表明:近15年研究区过火迹地空间分布广泛,而研究区总过火面积的95%分布在蒙古国境内。每个像元上的过火频次较高,最高在蒙古国的哈拉哈郭勒苏木境内,过火频次达到15年内同一个像元上发生7次。而中国的东乌珠穆沁旗境内却没有该现象。研究区过火面积的年际变化表明,2000-2008年呈减少趋势,2008-2014年呈增加趋势。由旬变化可知,4-6月是蒙古国过火面积最大的月份,而10月至来年4月是东乌珠穆沁旗过火面积最大的月份。     

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。     

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。     

Himawari-8静止气象卫星草原火监测分析

Himawari-8(向日葵8号)静止气象卫星具有高空间分辨率、高观测频次和高时效特点,在草原火灾监测具有很强优势。提出利用Himawari-8数据的自适应阈值火点监测算法,并以2016年4月内蒙古自治区呼伦贝尔市边界境外草原火灾为例,重点利用19~20日的22个小时期间的132个时次Himawari-8数据,对火情进行连续动态监测。结果显示,本次火灾共持续22 h,过火区域约1 500km2,火点像元最长持续时间约6 h。通过分析多时次连续观测影像和火点信息可知,火场在一段时间内从西向东的蔓延速度为5.4 km/h,达到急进地表火程度。分析表明,Himawari-8的10 min一次密集观测频次可实现快速获取火点位置、面积、温度等火情信息。可跟踪火场动态发展变化,估算火场蔓延速度和方向以及确定火场类型,提高卫星遥感草原火监测和预警能力。     

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。     

黑龙江省森林火灾年际变化的小波分析

小波分析是一种新的时一频分析工具，广泛适用于非线性科学领域。选用Daubechies小波系对黑龙江省森林火灾的特征进行了分解和重构，结果表明，黑龙江省1953—2002年受害森林面积有近15～20a的周期波动性，森林火灾次数则有近30a的周期波动性。未来几年内，该省森林火灾受害面积和火灾次数会在较低的水平上波动，但森林火灾可能要比2000年严重。     

基于遥感+GIS的山火检测及火势蔓延监控平台实现

基于遥感与Web GIS技术，构建了山火检测及火势蔓延监控平台，主要包括多模型联合的火点检测、基于Rothermel模型的地表火蔓延模拟和基于粒子模拟的三维可视化等功能。系统在多源遥感数据的基础上，联合多项火点检测模型，实现高温异常点的定位，并模拟不同下垫面及气象等因子影响下的火势蔓延过程，进而建立直观的可视化模拟。文章以大同市森林火灾为例，验证系统的可行性，结果表明该系统能够有效检测火点并模拟预测火势蔓延情况，对于提高山区森林防灭火工作水平，减少人员伤亡和财产损失，保护生态环境提供技术支撑。     

基于petri网的森林火灾应急救援流程网络模型及时效研究

为了对森林火灾的应急救援流程进行优化,以提升应急救援效率,依据森林火灾应急救援预案、有关规定与实际救援案例,从信息传递的角度对森林火灾应急救援流程进行了直观描述。基于petri网相关理论,运用PIPEv5.2.0,构建了森林火灾应急救援随机petri网模型与其同构马尔可夫链,在模型有界、活性、安全且可达的基础上,通过确定模型的库所繁忙率、变迁利用率、平均延迟时间,得到如下结果：(1)森林火灾应急救援活动早期的灾情信息多且复杂,随着森林火灾的发展呈现动态变化,火灾发生后如何高效地获取过火面积、火线长度、风向、风力、植被载量以及地形等关键信息是优化的重点。(2)避免信息堆积,基于火灾规模、强度、形式、火头方向等重要任务信息变量,实现实时快速决策、动态处置,是保证森林火灾应急救援活动的时效性的关键。     

基于HJ-1B卫星数据的草原火烧迹地提取及灾前可燃物特征分析

以2012年4月20日在蒙古国发生的特大草原火为例,用HJ-1B卫星CCD影像数据作为数据源,采用支持向量机分类方法提取火烧迹地,再用目视解译数据进行精度验证,总精度达到82.71%,Kappa系数为0.666 8,达到高度一致水平。对灾前的植被指数进行分析后,发现NDVI值小于0.1的比例为0.46%,大于0.1的比例为99.54%,因此能够判定当NDVI值大于0.1时,发生和蔓延草原火的概率较高。     

潜在森林火险评估方法研究——以山东省为例

森林火险图在森林火灾管理和研究(瞭望塔、风险评估和其它各种仿真研究)中扮演着至关重要的角色,在充分考虑导致火灾的因素(常量和变量)着火可能性基础上,利用遥感(RS)数据获取速度快、面积大和地理信息系统(GIS)空间分析特点生成静态和动态指数构成集成火险指数。静态火险指数将多年近地面平均气温、多年近地面空气比湿、植被类型、植被覆盖度、海拔、坡度、坡向、距居民地距离、距道路距离、人口素质等引起火灾最为重要的10个因素作为研究因子;动态火险指数利用美国潜在火险指数模型,利用MODIS数据波段多、反演数据强的特点,获取了地表温度、大气湿度、植被湿度等数据得到死、活可燃物湿度。通过2011年132个火点的验证,火点处的集成火险指数值在非常高以上占了82.6%,说明了集成火险指数在潜在火险应用方面的价值。     

你知道吗?

今年上半年,在横贯东西两半球北纬45度至55度线上,中国、苏联、美国和加拿大4个国家发生了8场森林火灾,引起了各方面的关注。然而,你知道世界森林火灾的情况吗?世界上每年发生森林火灾多达几十万次,火烧面积几百万公顷,有时竞达一千万公顷,并且每年约有上千人被林火烧死。     

某钢结构物流中心火灾案例及结构抗火分析

2011年3月,某钢结构物流中心发生火灾,过火面积约7000m2,损失惨重。通过对该例火灾的起因、火势蔓延、结构倒塌进行分析,探讨钢结构建筑防火设计和结构抗火措施。研究结果表明:①钢结构因本身抗火性能差,易垮塌,不利于火灾扑救;②在火灾中钢结构易整体破坏,造成重大损失;③由于未采取防火分隔,扩大了火灾蔓延途径和过火面积,加剧了火灾损失,也加大了火灾扑救难度。为了减轻火灾损失,应当:①合理设置防火分隔;②提高或保证钢柱、钢梁的耐火极限,以提升结构抗火能力;③加强对钢构件和结点的防火保护;④保证自动喷水灭火系统的正常运行,有效实施初期灭火。     

西南山地区域森林火险综合预报模型研究——以重庆市为例

森林火灾严重破坏森林生态系统的结构和功能,针对其风险预报开展研究具有重要的理论意义和应用价值。通过融合气象、地表覆盖和人类活动等要素的方式构建森林火险综合预报模型,是西南山地区域森林火险综合预报业务化应用的重要发展方向。基于《森林火险气象等级》国家标准(GB/T 36743-2018),本文研究首先构建了重庆市森林火险气象风险预报模型。然后通过融合可燃物因素和人为因素的方式,进一步构建重庆市森林火险综合预报模型。最后利用历史火点数据针对上述两类模型的精度进行对比和分析。研究结果表明:重庆市森林火灾发生次数较多,且呈现出季节性规律;重庆市森林火灾的发生不仅受到气象条件的影响,而且受到地表覆盖和人类活动等多种要素条件的共同影响;与森林火险气象风险预报结果相比,森林火险综合预报结果在空间分布上具有更高的精细程度;森林火险综合预报模型能有效提高森林火险等级预报精度。     

浅谈高层建筑火灾的防与救

据中央电视台新闻报道：央视新址园区——在建中的附属文化中心大楼工地于2009年2月9日20时27分发生火灾。北京市119指挥中心接到报警后，迅速调派16个中队54辆消防车赶赴现场，直至10日凌晨2时，火灾才被全部扑灭。火灾过火面积约10余万平方米，造成文化中心外立面严重损坏，大楼西、南、东侧外墙装修材料过火，楼内十几层的中庭坍塌，即将投入使用的各种设备也遭遇严重损坏。     

基于FARSITE的林火蔓延三维可视化模拟

为了提高森林灭火决策和林火管理的效率,直观、科学的林火蔓延模拟成了有用的辅助工具。集成了FARSITE的林火蔓延模拟引擎和基于粒子系统的林火三维可视化方法,研发了林火蔓延三维可视化模拟软件原型系统。系统实现了在逼真的三维虚拟环境中,模拟不同可燃物、地形、气象等因子影响下的林火蔓延过程,预测林火行为,估算过火面积和林火边界。用户可以交互式输入着火点的空间位置、林火影响因子数据,交互式圈定隔离带,模拟、分析不同情境下的林火演化过程。这种形象、动态地表达林火的蔓延过程,可以激发人的直感思维,有利于人们做出合理的灭火方案。     

局域地形和林火数量对区划方法的影响规律研究

森林火灾等级区划不仅能为预防森林火灾提供宏观指导,并有利于防火人员的合理安排,从而达到对火灾的有效防范和控制。一个好的森林火灾的区划结果得益于适宜的区划方法,而区划方法的选择则受制于区划影响因子,因此探讨森林火灾区划的影响因子对区划结果至关重要。分析了重庆市森林火灾的空间分布特征,并在GIS支持下,利用2000-2010年中527例历史林火记录和DEM数据,分析了局域高度和林火数量对森林火灾区划的影响。最终,将局域高度及林火数量构建成火灾易发程度并空间化,从林火易发程度的角度出发给出了重庆市森林火灾区划结果。通过分析发现,所构建的林火易发程度可从地形和林火数量的角度反映某一地区的林火发生情况,因此局域地形和林火数量可分别作为重庆市森林火灾区划的指标之一。