MODIS数据在森林火灾监测中的应用研究

摘要

森林火灾突发性强，是世界性的重大灾害之一，对森林生态系统平衡影响较大且破坏力较强，同时造成财产损失甚至人员伤亡。森林火灾能导致植被的生理状况发生改变，同时向大气层排放烟尘和各种温室气体，进而对全球气候和环境产生影响，因而有必要对森林火灾的监测进行研究。
　　本文主要研究的是利用MODIS数据提取森林火点的方法。首先对MODIS的数据特征以及MODIS火灾产品的火点自动提取算法进行了分析，进而结合我国云南地区森林的地域和气候状况，对MODIS的火点自动提取算法进行了改进。改进后的火点提取算法具有较强的适应性，适合云南地区日间森林火灾监测。研究结果表明，MODIS数据在林火监测中的潜力巨大。本论文得到的主要研究结论如下:
　　1)根据云与不同地物的反射特性，选择适当的MODIS波段，对以往的多光谱云检测算法进行了修正，采用改进后的云检测算法对云南地区的云信息进行提取，检测效果较为理想。
　　2)采用比值模型进行高温异常点的提取，并对原算法的绝对阈值进行修正，以进行研究区的高温异常点的判别;
　　3)根据噪声点和林火点在31和32波段的反射率特性，选取适当的阈值进行噪声点检测，以剔除地面高温点等干扰点;
　　4)根据不同地物覆盖物、云、火点的反射率特性，选择MODIS2波段的反射率作为低温焖烧点的检测条件，避免了低温火点的漏判;
　　5)选择NDVI作为林地判别的依据，并结合研究区的自然状况对NDVI值进行调整，以提取林地信息;
　　6)将高温异常点与低温焖烧点融合后，去除云和噪声点，再跟林地信息叠加，最终得到的结果即为所要提取的森林火点。提取结果较为理想。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内外森林火点遥感监测研究现状

1．2．2 森林火灾时空分布规律研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．4 论文结构

2 遥感监测森林火灾的理论基础

2．1 遥感监测物理学原理

2．1．1 普朗克辐射定律

2．1．2 斯特藩-玻尔兹曼定律

2．1．3 维恩位移定律

2．1．4 比辐射率与亮度温度

2．1．5 地物反射波谱

2．2 遥感探测森林火点原理

3 研究区概况及MODIS数据介绍

3．1 研究区概况

3．2 MODIS传感器

3．3 MODIS数据特征

3．4 MODIS火灾监测模型数据选取

3．4．1 火灾监测模型应用参数的选取

3．4．2 火灾监测模型应用波段的选取

3．5 MODIS数据的预处理

3．5．1 MODIS数据地理坐标定位

3．5．2 反射率／辐射率的计算

3．5．3 亮温转换

4 MODIS数据在云南地区森林火灾监测中的应用研究

4．1 MODIS火点自动提取算法

4．2 MODIS V4探火算法的改进

4．2．1 云检测

4．2．2 高温异常点检测

4．2．3 噪声点检测

4．2．4 低温焖烧点判识

4．2．5 计算NDVI提取林地信息

4．2．6 森林火点提取结果

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

作者简历

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