森林火灾监测与扑救路径分析

摘要

全球每年由于森林火灾造成巨大的经济损失和生态破坏。我国当前的森林防火工作与世界发达国家相比有一定的差距，应该加大我国森林防火工作中的科技含量。因此研究森林火灾监测方法与火灾扑救路径是非常有必要的，对于我国的森林防火工作具有重要的实用价值与理论意义。
　　本文在分析以往遥感数据的森林火灾监测算法的基础上，提出了基于VIIRS数据的森林火灾监测算法，利用M13与M15波段的亮温值进行森林火灾判别。在该算法上进一步通过归一化植被指数（NDVI）进行非森林覆盖区域高温点的排除从而进行森林火灾的确认。基于VIIRS数据，在ENVI+IDL的工作模式下，使用IDL8.3语言对ENVI5.1进行二次开发，实现了改进前和改进后的两种算法，实验结果表明，森林火灾的识别率从85％提高到95%。为了进一步提高森林火灾监测的精准度，采用多遥感数据相结合的方法。在实验中选取了MODIS数据与VIIRS数据的结合，结果表明，多遥感数据的结合将大大减少森林火灾的误判、漏判。尽管遥感数据存在监测范围广，成本低等优势，但是仍有不足之处，只有卫星过境时才能做到森林火灾的监测。采用多遥感数据与覆盖该林区的云台监控数据相结合的监测方法，将两者的优势结合对森林火灾进行监测，既提高了森林监测覆盖率，又做到了森林火灾监测精准度的提高。对森林火灾的扑救路径进行分析和实现。对经典的最短路径算法Dijkstra算法和 Floyd算法进行对比分析，在相同的实验条件下，Dijkstra算法具有更低的时间复杂度，所以在对林区道路网络进行扑救路径分析时使用Dijkstra算法获得最短扑救路径。在.NET和ArcGIS Engine二次开发平台上，使用C＃编程语言，SQL Server2008数据库，完成了扑救路径的实现，做到第一时间对森林火灾的扑救工作。

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1绪 论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容

1.4论文结构安排

2基于卫星遥感数据的森林火灾监测理论基础

2.1卫星遥感技术

2.2热红外遥感的理论基础

2.3全球普遍应用于森林火灾监测的遥感数据

2.4本章小结

3基于VIIRS遥感数据的森林火灾监测

3.1 VIIRS

3.2基于VIIRS数据的森林火灾监测算法

3.3算法改进

3.4算法的实现与结果分析

3.5本章小结

4多种数据相结合的森林火灾监测

4.1多遥感数据结合的森林火灾监测

4.2多遥感数据与云台监控数据相结合的森林火灾监测

4.3森林火灾监测方法的对比分析

4.4本章小结

5扑救路径分析与实现

5.1路径分析

5.2扑救路径的实现

5.3本章小结

6总结与展望

致谢

参考文献

附录