基于Himawari-8卫星数据的林火判别

摘要

[目的]Himawari-8卫星数据具有高时效性,综合影像在时间和空间两个维度的亮温差异,研究林火判别方法,对林火进行实时的监测,有利于准确及时发现林火并实施应急处置.[方法]根据Himawari-8影像的中红外7通道(3.9μm)和热红外14通道(11μm)的亮温差异,在空间上利用影像像元值、影像均值和影像标准差之间比值关系进行潜在火点判别,时间上采用阈值法对前后时刻影像进行持续火点判别.采用中国森林草原防灭火网数据、日本气象厅WLF火点产品数据对判别结果进行精度验证.[结果]1)通过对102起发生林火时潜在火点的判断因子07BTZ和74BTZ值进行统计分析,得到07BTZ的判断阈值为0.85,74BTZ的判断阈值为1.6.2)通过对2020年4月1日22时10分发生在云南省永仁县的一场林火进行连续观测,完整地监测到林火从发生到结束的全过程.结果表明该方法能够对林火进行连续性监测,同时也能反映火势大小、火灾蔓延方向和火灾持续时间等信息.3)2020年11月7日05时06分湖南省醴陵市发生一场小型林火,通过与前人火点算法进行比较,结果表明前人算法在火灾初期没有识别到林火,而本研究方法识别到了林火.4)中国森林草原防灭火网的数据显示2020年4月1日云南省境内发生林火22起,判别结果24起林火中有19起与其一致,正确率达到0.79,漏检率为0.14,准确率和漏检率的综合评价值为0.82;日本气象厅WLF daily产品数据显示2020年4月1日云南省境内火点总计181个,判别结果中163个火点中有137个与其一致,正确率达到0.84,漏检率为0.24,准确率和漏检率的综合评价值为0.8.[结论]利用Himawari-8卫星数据,通过林火判别方法对林火进行监测,能够及时准确地识别林火,可为林火监测和应急处置提供科学依据.