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。     

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。     

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。     

内蒙古呼伦贝尔市草原火灾危害度评价及预测

以呼伦贝尔市1994-2005年的草原火灾为研究对象,基于灰色关联度法、系统聚类分析法,引用草原火灾危害度指数(HI),对每年草原火灾危害度进行评价,并借助灰色灾变预测法对危害度大的年份进行预测,预测到未来2个危害度大的年份是2014、2026年。     

森林火灾后植被恢复的遥感监测

文中结合Landsat TM遥感影像和CRU气象数据,采用参数生态模型,从森林植被净初级生产力NPP入手,模拟估算大兴安岭地区图强林业局1987年森林火灾后的植被覆盖情况,并通过控制实验对比分析影响森林NPP估算模型的主要因子和过火区域的NPP变化,从而实现火灾后对森林恢复情况的遥感监测。结果表明：1987年森林大火造成的研究区森林NPP数值下降严重。之后森林植被NPP数值逐渐回升,2009年之后达到最大值,已经完全恢复到火灾前的数值。从空间分布来看,研究区北部地区受火灾影响较大,多年森林NPP总体数值变化明显呈增长趋势,到2009年后则趋近平稳;南部未过火区域没有明显变化。利用遥感技术与生态模型结合是监测火灾后森林恢复的有效途径。     

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。     

我国森林火灾中人员伤亡时空分布特征研究

基于我国1988-2012年森林火灾统计资料及典型案例,运用统计分析方法和ARCMAP空间分析方法,对比同时期世界上几个森林火灾多发国家的统计数据,分析了我国森林火灾中人员伤亡时空特征。结果表明:1988-2012年我国森林火灾造成的人员伤亡情况较为严重,森林火灾中人员伤亡比例远高于同时期的北美国家;森林火灾中人员伤亡高发于干旱严重的年份;春季是森林火灾人员伤亡的高发季节,2000-2012年春季森林火灾中人员伤亡人数占森林火灾伤亡总人数的54.2%;3月是森林火灾中人员伤亡的高发月份,1999-2012年3月森林火灾中伤亡人数约占全国伤亡总人数的33.7%;西南和华中地区是伤亡密集区,2000-2012年,西南地区森林火灾的伤亡人数占全全国伤亡总人数的35.5%,2000-2012年华中地区伤亡人数占全国伤亡总人数的24.3%,云南省和湖南省是伤亡重灾省份,其中云南省伤亡人数最多,以轻伤为主,云南省轻伤人数占全国轻伤总人数的73.0%。     

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。     

中国火灾的时空演变特征——基于GIS的统计分析

研究对象为2000-2009年中国341个地级以上城市(不含台湾及港澳地区)的火灾统计数据。首先应用主成分分析法,计算火灾综合损失(fire composite losts,FCL);再对FCL进行分级,将所有研究单元按FCL从小到大分为5个级别,较高FCL单元主要分布于黑河—腾冲线以东地区。对每个研究单元分别进行时间序列分析,观察其FCL变化趋势,将各区域分为平稳区、改善区、恶化区和波动区,其分别占比41%,40%,8%和11%,表明绝大多数城市FCL呈平稳或下降趋势。恶化区明显地沿黑河—腾冲线、淮河—大别山—雪峰山沿线和东南沿海分布,这可能与气候变化或社会经济发展有关。     

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。     

我国西北地区夏季旱涝气候特征研究

利用西北地区160个台站1950-2000年夏季降水量资料,分析了西北5个区域夏季旱涝的气候特征,结果表明:西北东部的农牧过渡地带和黄河上中游是气候变化的敏感地带,且严重旱涝较为频繁,而6月是西北东部最易发生雨涝的月份.农牧过渡地带(2区)多数时段,雨涝出现的频次多于干旱,黄河上中游农业区和林业区(1区)的情况则相反.20世纪70年代,严重雨涝发生较少,进入80年代以后随着全球气候变暖,雨涝事件显著增多;严重干旱事件则是自60年代以来逐步减少.同时,西北各区的旱涝演变存在年代际的变化周期和5～6年的准周期振动.     

陕西省林火特征及与关键气候因子的关系

采用趋势分析法和相关分析法,选择年均湿润系数、年均风速、年均气温日较差作为气象指标,火灾次数和受害森林面积作为火灾指标,对1954-2013年陕西省、陕北、关中和陕南不同地区的气象因子与森林火灾之间的关系进行研究,为气候变暖背景下林火防治提供理论依据。结果如下:陕西省森林火灾次数和受害森林面积与时间序列呈反曲线式下降,1950年代至1960年代前期陕西森林火灾频发,1990年代后火灾减少并趋于稳定。陕西林火每个月都有发生,89.3%的受害森林面积集中在1-5月,每天的10-12时和13-16时是火险高发时段,且火灾等级较高。陕西省火灾分布具有明显的地域特征。年均湿润系数和年均气温日较差表现出下降趋势,年均风速在21世纪以来逐渐加大。气候因子对森林火灾的影响具有地域性和滞后性,年均湿润系数、年均风速和年均气温日较差均对当年森林火灾表现出正相关。目前陕西林火逐渐减少并趋于稳定,气候变化背景下,未来森林火灾风险将进一步加剧。     

街区尺度下城市高密度建成区火灾风险研究——以石家庄市中心城区为例

城市空间是火灾灾害系统的载体,街区是城市管理的基本单元,火灾风险评估则是火灾风险管控的关键。本文先利用遥感图像识别结合支持向量机算法及K-means聚类获取街区尺度的空间数据,进行“单位-街区-区域”层次的高密度建成区火灾危险性评估;然后通过POI(Point of Interesting)数据挖掘,识别城市空间用地类型衡量火灾损失,对高密度建成区进行火灾风险综合评估;最后利用聚类和异常值分析探究火灾风险空间分布,提出高密度建成区火灾风险防范措施。结果表明：研究区域的539个街区单元中,有37个为五级火灾危险性街区单元,45个为五级火灾风险街区单元;街区特征暴露性是影响火灾危险性的主要因素,工业和商业活动范围是城市火灾的高损失区域;提出了集“重点监测点-重点监测区-重点改造区-消防优化区-改造优化区”于一体的石家庄市中心城区火灾风险防范建议;POI数据及遥感图像识别技术的引入,不仅提升了风险溯源能力,还弥补了火灾风险评估模型没有充分考虑城市动态变化的局限。街区尺度的火灾风险研究为高密度建成区消防安全保障提供了新思路。     

我国北方沙尘暴与植被覆盖度关系研究

利用NOAA/AVHRR和旬归一化植被指数NDVI数据,计算了1983-2000年中国北方13省市区的植被覆盖度,分析了这些地区植被覆盖度的时间变化趋势和空间分布规律,研究了中国北方沙尘暴与植被覆盖度之间的关系。结果表明:我国北方沙尘灾害频次与植被覆盖度有很好的对应关系,1983-2000年的18年间,我国北方大部分地区植被覆盖度增加,这段时期沙尘灾害频次总体呈降低趋势,其中20世纪80年代我国北方大部分地区植被覆盖度增加,这一时期我国北方沙尘暴发生频数下降;20世纪90年代,我国北方大部分区域植被覆盖度呈下降趋势,特别是华北和西北干旱与半干旱地区,下降趋势显著,这一时期我国北方沙尘暴发生频数在减少中有回升趋势。研究结果表明,植被覆盖度是影响中国北方沙尘暴频次变化的重要因素。     

基于MODIS时间序列数据的洞庭湖区洪水淹没频率研究

选用Terra-MODIS卫星的8 d合成地表反射率数据(MOD09Q1)和16 d合成NDVI数据(MOD13Q1),构建了2000-2015年的时间序列数据集,结合1:5万数字高程数据,通过遥感信息提取方法对洞庭湖区2000-2015年水体淹没情况进行了研究,形成169期水体分布数据,并进行了洞庭湖区淹没频率的计算和变化分析。结果表明:1利用遥感技术和python语言实现长时间序列影像数据信息提取是可行的;2洞庭湖区水体呈明显季节性变化,6-9月面积较大,12月-次年4月面积较小,近15年来水体面积总体呈减小趋势;3洞庭湖区约76.4%的区域是永久水面或永久陆地,其余23.6%的区域是水陆交替区,是洪水防控的重点区域;4近15年来洞庭湖区水陆交替区域年内水面消退时间提前,滩地出露天数增加,枯水期水量减少明显。     

“一带一路”地区百余年地震时空演变特征

本研究基于“一带一路”地区1900-2018年间≥5级地震事件空间数据,采用小波周期与热区识别方法,分析了该地区地震灾害的空间分布格局与时间周期性特征,并识别了地震灾害空间热区及其演变特征。研究表明:(1)1900-2018年,“一带一路”地区地震发生频次表现出波动性上升的“三段式”分布,主要发生在亚欧大陆-喜马拉雅山周围的亚欧板块与印度洋板块的交界处以及俄罗斯东部沿海、印度尼西亚东南部的环太平洋地区;(2)地震频发地区和震级较强地区均具有多时间尺度的周期变化特征,及一定的空间聚集性,并逐渐演变成高发热区和高强热区;(3)中国和印度尼西亚发生频率远高于其他国家,而缅甸、孟加拉、马尔代夫等国发生频次较低,但其震级强度相对较大。研究结果提示我们未来针对“一带一路”地区基础设施的投资应适当规避地震频发地区及未来潜在的高强热区,同时加强国际间减灾防灾合作,从而更好的降低或预防“一带一路”地区基础设施建设的地震灾害风险。     

厦门岛近10年热岛效应动态变化及预测分析

以厦门岛2000年至2010年的Landsat ETM+遥感影像为数据源,利用Mono-window算法,在ENVI软件的支持下对厦门岛的地表温度进行了反演,得到了厦门岛10 a来地表温度分布的动态变化图。结果发现,厦门市的热岛随着时间的推移呈现出不断扩张的趋势。最后,运用马尔科夫模型预测了厦门岛2010年以后热岛面积比例的变化趋势,从趋势上看,其强绿岛及正常区的面积变化不大,绿岛区面积比例逐渐变小,热岛区面积逐渐增大,强热岛区面积缓慢增大。     

基于modis数据鲁甸6.5级地震不同烈度区地震前后植被变化研究

为了研究鲁甸6.5级地震不同烈度区地震前后植被的变化,以鲁甸地震完整烈度为研究区,以MODIS产品中的MOD13Q1数据为数据源,通过数据预处理获得2004-2018年不同烈度区年均NDVI时间序列,并用像元二分模型计算得到地震前后的植被覆盖度,从NDVI动态变化、植被覆盖度空间分布特征、植被覆盖度动态变化、植被损毁像...     

塔河地区林火时空分布格局与影响因素

根据黑龙江省大兴安岭塔河林业局30年(1974-2004年)的火灾资料,利用地理信息系统、SPSS和STATISTICA等工具,对该林业局林火发生规律及其影响因素进行了研究.30年来火灾次数和雷击火发生次数都有较明显的增加趋势,尤其是近10年来,增加趋势明显.总林火次数和面积的相关性强,显著水平高.人为火和总林火的次数和面积正相关,雷击火次数与面积不相关.对森林火灾发生次数与气候因子的关系进行的相关性分析表明,森林火灾发生次数与气候因子之间无明显线性关系.由林火特征与双气候因子的拟合分析得到,林火次数受双气候因子影响较显著,而火灾面积由于人的因素而具有不确定性.     

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.