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。     

利用AVHRR资料对哈尔滨市森林火灾的判别分析

利用极轨气象卫星遥感接收、处理系统,对2003-2005年监测的AVHRR遥感资料进行了数值化分析,及时、准确地了解火情、火点的信息,评估哈尔滨市及周边地区火情、火灾的发生情况,为防火部门提供准确的决策依据.     

基于MODIS火点指数监测森林火灾

在利用MODIS红外辐射遥感数据分析异常热点光谱辐射特性的基础上,提出了一个新的火情监测模型归一化差异火点指数,并通过几起较大的森林火灾对该模型进行了分析和验证,给出了该监测模型的详细算法。EOS—MODIS探测器具有多光谱、高光谱及热点监测动态范围宽的特点,MODIS的新一代多光谱探测器NPOESS NPP VIIRS同样继承了MODIS的优势,为归一化差异火点指数算法模型提供了广阔的应用前景。     

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。     

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。     

基于证据权重法的呼伦贝尔地区人为草原火险空间预测

应用证据权重法结合GIS空间分析,研究了呼伦贝尔地区人为草原火险。利用证据权重法定量化地分析了与人类活动密切相关的5个因子(乡村人口密度、载畜密度、居民点分布、城镇分布、公路网)与草原火点空间分布的关系,并建立了呼伦贝尔草原火险预测模型,据此在ARCVIEW的WofE扩展模块下生成一幅草原火险预测专题图,并将研究区划分为高、中、低三类风险区。研究表明:(1)呼伦贝尔草原火灾火点的空间分布与人类活动关系密切,尤其是乡村人口密度、公路网与居民点分布这三个因子,权重分别为0.5191,0.1945,0.2864;(2)证据权重法可以客观定量地表现出草原火险与人类活动的关系,因而可为草原火灾风险管理提供决策支持。     

2022年极端干旱背景下湖南森林火灾气象条件分析——以2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾为例

基于湖南地面气象观测资料、干旱指数、CMA＿GD区域数值模式分析资料以及卫星云图和遥感数据,从大气环流、天气实况、气象物理量、卫星遥感及云图方面,结合气候背景及火场气象要素变化对2022年湖南新田“10·17”重大森林火灾期间的气象特征进行深入剖析。结果表明：新田“10·17”重大森林火灾发生前已遭遇夏秋季连旱、极端连晴天气以及高温热浪天气,造成了新田长达45 d的特旱和极高的森林火险气象等级;在火灾期间,10月18日叠加白天辐射增温、谷风发展及干冷空气爬坡后的焚风效应,加剧了火场热对流造成火势蔓延极快;在10月21日09:00—10:00,出现了环境风突然增强以及上干下湿的大气层结,其对流不稳定潜势背景有利于爆燃的发生,爆燃发生后形成的局地小尺度低压也对爆燃的维持提供了正反馈机制;卫星云图在晴空条件下对火情发展、明火面积变化具有较好的监测效果。     

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。     

计算机技术在建筑火灾安全上的综合应用

为通过计算机技术低成本的、高效的、准确的解决建筑火灾安全问题,对计算机技术在建筑结构火灾安全上的综合应用进行研究,并以某一小学教学楼为例将应用成果进行展示。首先,通过FDS软件对该建筑某火灾场景进行了火场数值模拟。基于FDS的数据,利用RCFire程序进行了结构构件内部温度计算和结构火灾反应计算。最后,在Vega的虚拟现实平台上将构件内部温度和结构火灾反应的结果进行了动态图形展示,并实现了结构火灾反应的同步漫游。本文将建筑火场模拟技术、结构火灾反应计算技术和场景表现技术上综合应用到同一建筑上,形成了一个更为准确的结构火灾反应模拟系统,同时也为进一步的建筑火灾场景仿真奠定了基础。     

哈尔滨秋季雾霾期秸秆焚烧区域识别提取研究

农业秸秆焚烧所释放的气体和颗粒物是我国东北地区秋季雾霾灾害周期性集中暴发的重要原因。对农业秸秆焚烧区域进行有效的监测和焚烧面积的量化识别,有助于雾霾灾害的管控和预警。应用HJ-1B的IRS传感器数据,采用修改阈值后的MODIS火点监测V4算法,对秸秆焚烧区域进行火点像元提取,利用ETM影像提取农田数据,通过叠加分析,确定了农田秸秆焚烧区域。并利用MODIS影像提取到的焚烧区域结果和当地政府公布焚烧区域资料,对该方法的可行性和有效性进行了验证。     

未来土地利用变化情景下海南暴雨灾害的社会经济暴露度分析

基于历史气象数据和耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）8个全球气候模式的未来气象模拟结果分析海南地区在不同重现期和不同排放情景下暴雨灾害危险性,并结合未来经济、人口、土地利用数据,进行暴露度研究,为研究区未来建设提供防灾减灾思路和办法。结果表明:①台风对历史暴雨频次的影响明显,贡献率约为26.15%。未来暴雨频次在RCP4.5浓度路径下呈上升趋势,增长速率约为0.16次/10年。20年一遇时,暴雨频次均值约为11次,100年一遇时,均值约为12次;以海口市、琼海市、儋州市、保亭市为高值中心。②在惯性、生态、高速三种社会发展情景下,建设用地分别保持约29.91km2/年、6.85 km2/年、31.72 km2/年的增速。在生态保护发展情景下,林地、草地、水域分别保持2.69 km2/年、0.25 km2/年、2.91 km2/年的增速,而在另外两种情景中都呈减少趋势。未来土地暴露量林地最大,耕地次之。③未来人口和经济暴露度空间分布上表现出一定的共性,呈点状分布,多集中在市区的城镇中心。随着时间的推移,暴露量高值区明显扩大,海口市变化最为明显。经济效应的贡献率达到90%以上,人口效应的占85%以上,气候效应的占比小。④综合暴露度的高值区主要分布在海口市、三亚市等经济发达、人口密集、建设用地占比高的区域,次高值主要分布在沿海地区,内陆地区受人文因素等影响小,暴露度较低。     

基于GIS的锡林郭勒盟草原火灾救援物资库优化布局

以内蒙古锡林郭勒盟地理基础数据和社会经济数据为基础,利用GIS技术,采用自然灾害风险评价指数法、距离制图等方法建立了草原火灾救援物资库的优化布局模型,绘制了锡林郭勒盟草原火灾救援物资库优化布局图。在此基础上对原有救援物资库进行服务区分配,有针对性地提出了草原火灾救援物资库的最佳数量。研究结果表明:锡盟应新增加10个物资库,边界处设置6个物资库,总共设置26个救援物资库。     

青海草原火灾环境因素分析

应用1995-2004年10 a青海草原火灾调查资料和火灾区14个具有代表性气象台站的气象资料,分析研究了草原火灾区的气候特征、牧草结构、放牧状况,及火灾时空分布、危害和与气象要素间的关系,为预防和监测草原火灾,加强草原防火管理工作提供参考依据。分析结果表明:青海草原火灾有两个高发区,分别位于青海湖的南、北部,高发区火灾次数占火灾总次数的70%。冬春季平均气温年际增温明显时,对应的年火灾次数大幅度上升,冬春季平均气温年际变化每升高1℃,年火灾次数增加1.6次。冬春季降水偏少且分布不均、气温偏高是火灾增加的主要因素。草原秋冬转换期的11月和冬春季转换期的3月是草原火灾多发期,这2个月的火灾次数占总数的54%。草原火灾发生前,气象要素中日变化明显的有降水、风、地温、相对湿度、蒸发量等,过火面积、损失程度因这些气象条件的不同而有所差异。持续性的“暖干”天气,使草原处于极干燥、易燃的状态,它在火灾个例中占65%,草原上一旦出现火源,风助火威,就能迅速燃烧,风速与过火面积成正比。     

环境减灾卫星雪灾监测评估应用研究

环境减灾A、B星是我国首次发射的专门用于灾害监测与评估业务的两颗光学小卫星。作为环境减灾小卫星星座建设的重要组成,A、B星的发射标志着环境减灾小卫星星座组网的正式开始,也标志着我国灾害遥感监测评估有了稳定数据源。环境减灾小卫星星座A、B星分别搭载了多光谱成像仪、红外相机和超广谱成像仪,最大观测幅宽达到700 km,最快重返周期小于48 h。环境减灾小卫星星座具备宽视场覆盖、高重访频率、多谱段观测的特点,因此星座卫星多传感器的综合应用适合雪灾、洪涝灾害等大范围灾害的动态监测与评估。在介绍环境减灾A、B星有关性能指标和参数的基础上,结合环境减灾A、B星数据在2008年10月26日至28日西藏雪灾中的应用情况,对卫星数据在雪灾监测与评估业务中的应用能力和技术路线进行了研究和评价,并建立了环境减灾A、B星在雪灾范围评估、风险预警与灾情评估的技术路线,以期为开展雪灾监测评估应用、尽快发挥减灾应用效益提供思路。     

基于多源实况资料的森林火灾期间的气象特征分析——以西昌“3·30”森林火灾为例

基于地面观测资料、四川省雷电监测网、NCEP再分析资料、ECMWF再分析资料以及雷达基数据,从天气实况、大气环流、气象物理量、雷达回波四个方面对西昌“3·30”森林火灾期间的气象特征进行了分析,结果表明：“3·30”森林火灾发生前后,西昌泸山周边气温高、风速大、相对湿度低;在高空低槽、低空切变线、低空急流、地面热低压、地面冷锋的共同作用下,西昌泸山火场附近出现了气温突升突降和偏南大风转偏北大风的现象;对流层中层辐合、低层辐散且中低层存在下沉运动是高空动量下传的重要表现,有利于热低压的维持和地面偏南大风的出现;西昌C波段多普勒雷达对火灾烟尘有较好的探测效果,烟尘回波的强度为5—30 dBZ,随着距火场距离的增加,烟尘回波的水平范围增大,强度减小且底部不再接地,烟尘回波的相对径向速度能近似反映出一定高度上的风向和风速。     

对地观测技术在重大自然灾害监测与评估中的应用实例分析

对地观测技术可提供大范围、多时相、高分辨率的海量数据,用于自然灾害的监测与评估有其极大的优越性。本文叙述了对地观测技术在洪涝灾害、沙尘天气、森林火灾的监测与评估和地震形变场研究中的应用,并指出对地观测技术是建立数字减灾系统不可或缺的强大信息源。     

江宁地电新台监测预报效能评价

江宁地电新台于 1996年开始在新台址处正式观测。经 4年的观测资料积累 ,已具备条件对新台的监测预报效能进行评价。评价表明 ,江宁地电新台观测资料可靠 ,观测精度较高。在1996年 11月 9日南黄海MS6 1地震 (Δ396km)和 1997年 7月 2 8日南黄海MS5 1地震 (Δ36 0km)前 ,地电阻率值显示了较好的前兆异常。对台址测区附近 (Δ <10km)发生的ML2 1地震 ,江宁地电新台地电阻率也观测到异常变化。由此可见 ,江宁地电新台具备较好的监测预报效能 ,有望在江苏及南黄海地区的地震监测预报中发挥作用。     

利用遥感手段监测草场退化

利用遥感手段监测草场地上生物量的变化,对防止草场退化,保护生态环境具有重要的意义.利用TM数据建立了青海省达日县1986年和2000年的土地利用现状图形库和属性库,统计出了该县的各种土地覆盖类型面积值.研究结果表明,14年来,达日县草地面积减少了830 hm<'2>,草场退化形势严峻.研究同时表明,利用遥感数据监测草原具有其它手段不可比拟的优势.     

高层住宅建筑火灾应急疏散模拟与策略研究

为探索高层住宅建筑火灾疏散安全性及提升其疏散效率的策略,将某一栋26层装配式住宅为研究对象,采用Revit建立其物理实体模型,结合火灾模拟软件(Pyrosim)和疏散仿真软件(Pathfinder)对高层住宅建筑火灾疏散进行数值模拟,研究不同工况下火灾烟气蔓延特性对安全疏散的影响,并探讨电梯协同楼梯疏散策略的可行性与科学性。结果表明：考虑火灾烟气蔓延影响下,晚上高层住宅内人员将在8 min完成疏散,超过了安全疏散允许时间6 min;电梯协同楼梯疏散时,电梯的最佳停靠层为23层,使用电梯人员比例最佳为80%,疏散总时间约为6 min,相较于仅使用楼梯疏散时,疏散效率提升了约15%,表明电梯协同疏散效果提升显著,可为高层住宅应急疏散提供理论参考。     

江苏数字地震台网台址噪声谱分析

江苏数字地震台网已建设改造了 8个台站。对 8个台站记录到的背景噪声进行定量分析 ,测定背景噪声的地动速度均方根值 (RMS)、有效测量动态范围 (D有效)和噪声功率谱。结果表明 :受台基和海潮等观测环境的影响 ,大部分台站的地动速度RMS值高于 2 × 1 0 -8m/s,降低D有效 值。背景噪声功率谱峰值频率为 2 5～ 3 0Hz。这些定量分析为了解数字地震台网的实际监测水平提供了可靠依据