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自(zì)然資源行業 /

高(gāo)頻次氣象衛星數據火點判識及自(zì)動監測服務

      我國(guó)現有森林面積15894.1萬公頃,全國(guó)森林覆蓋率為(wèi)16.55%,是我國(guó)國(guó)民經濟發展中的(de)重要命脈。然而我國(guó)的(de)森林資源仍在不斷被破壞,森林火災位居破壞森林的(de)三大自(zì)然災害(病害、蟲害、火災)之首。20世紀50年(nián)代至80年(nián)代末,我國(guó)森林火災的(de)累計面積達到3621萬hm2,占全國(guó)現有森林面積的(de)31.4%,森林受害率達8.3‰,居世界首位,每年(nián)直接經濟損失70~199億元。

      利用衛星林火監測系統,不僅可(kě)以及早發現早期林火,特别是邊遠地(dì)區和(hé)人煙稀少地(dì)區的(de)林火,而且可(kě)以對已發現的(de)林火,特别是重大林火蔓延情況進行連續跟蹤監測,為(wèi)撲火提供服務,也可(kě)以為(wèi)日常森林防火及航空護林提供氣象、地(dì)理(lǐ)信息,以制定預防方案、巡護計劃等。構建基于衛星遙感數據的(de)森林火災自(zì)動化預防、監管系統,對森林進行全面的(de)監測,提高(gāo)防火、救災的(de)能力,減小森林火災造成的(de)危害,評估火災損失是勢在必行、刻不容緩的(de)。

      邁動互聯(北京)信息科技有限公司,可(kě)為(wèi)用戶提供“高(gāo)頻次氣象衛星數據火點判識及自(zì)動監測服務系統”的(de)解決方案。

一(yī)、系統解決關鍵需求:
  • 解決林業部門對火點識别要求精度高(gāo)、誤報/漏報率低(dī)的(de)要求
  • 解決對火點識别要求頻次高(gāo)、時效強的(de)要求
  • 回顧模拟火點蔓延趨勢變化
  • 24小時全時段連續監測需求
  • 解決火情現場視(shì)頻信息需求
  • 解決災後評估需求
二、系統功能實現方法

      利用高(gāo)頻次氣象衛星進行火點判識,主要是遙感分析的(de)手段判識火點像元的(de)經緯度、所在位置的(de)行政區劃、土地(dì)利用類型、火點判識的(de)可(kě)信度(火點、可(kě)能火點、雲區火點等)等。

三、火點判識的(de)技術原理(lǐ)

      當地(dì)面出現火點時,由于明火處中在遙感影像數據中紅(hóng)外波段輻射率急據增高(gāo),即便火點面積遠遠小于像元覆蓋面積,仍将引起中紅(hóng)外通道(dào)混合像元亮(liàng)溫迅速增加。遠紅(hóng)外通道(dào)混合像元亮(liàng)溫也有增加,但遠小于中紅(hóng)外通道(dào)。這将造成含有火點的(de)中紅(hóng)外通道(dào)混合像元亮(liàng)溫明顯高(gāo)于周邊無火點像元,而遠紅(hóng)外通道(dào)的(de)混合像元亮(liàng)溫增量與周邊無火點像元差異一(yī)般不明顯,且遠沒有中紅(hóng)外通道(dào)高(gāo)。利用這一(yī)特點,可(kě)以判識火點信息。山火具有高(gāo)溫屬性,顯著區别于周圍常溫地(dì)物,是地(dì)物目标的(de)重要特征,其高(gāo)溫屬性代表着物質的(de)劇烈變化,以遙感衛星數據為(wèi)基礎的(de)熱源探測技術能為(wèi)高(gāo)溫目标的(de)識别提供了更為(wèi)方便、及時的(de)監控手段,彌補了人工參與模式的(de)衆多不足,成為(wèi)監測山火目标的(de)重要手段和(hé)方式。

      衛星火點監測的(de)基本原理(lǐ)就是運用遙感衛星對地(dì)球表面進行掃描,通過衛星地(dì)面站把掃描信息接收下來,再利用計算機對這些信息進行處理(lǐ),識别出紅(hóng)外熱點,結合地(dì)理(lǐ)信息系統對熱點進行定位,根據植被信息對熱點類型進行初步判讀,從而實現對森林火災的(de)衛星監控。

      采用高(gāo)頻次靜止氣象衛星(Himawari-8)作為(wèi)主要衛星數據資源,Himawari-8靜止氣象衛星數據的(de)時間頻率已經達到10分鍾,空間分辨率最高(gāo)達到0.5km,光譜波段達到16個。使用對熱源敏感度高(gāo)的(de)可(kě)見光、中紅(hóng)外、分裂窗紅(hóng)外等多個波段,利用亮(liàng)度溫度反演計算方法、動态異常熱源點檢測方法、高(gāo)頻率叠代校正方法等,快速、準确獲取地(dì)面異常高(gāo)溫或熱源點目标。

四、火點判識的(de)自(zì)動處理(lǐ)流程

五、關鍵性指标
  • 高(gāo)空間分辨率:
  • 最高(gāo)分辨率5km;
  • 紅(hóng)外通道(dào)分辨率2km
  • 高(gāo)時間分辨率:觀測頻次10分鍾
  • 觀測高(gāo)時效性:衛星原始數據接收完成至火點提取總過程滞後15分鍾
  • 高(gāo)空間定位精度定位精度達到1個像元誤差
六、系統展示

 

七、經典案例

      東川區森林防火應急;黑龍江森林防火衛星遙感監測服務