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高頻次氣象衛星數據火(huǒ)點判識及自動監測服務(wù)

      我國現(xiàn)有森林面積15894.1萬公頃,全國森林覆蓋率為(wèi)16.55%,是我國國民(mín)經濟發展中的重要命脈。然而我國的森林資源仍在不斷被破壞,森林火(huǒ)災位居破壞森林的三大自然災害(病害、蟲害、火(huǒ)災)之首。20世紀50年代至80年代末,我國森林火(huǒ)災的累計面積達到3621萬hm2,占全國現(xiàn)有森林面積的31.4%,森林受害率達8.3‰,居世界首位,每年直接經濟損失70~199億元。

      利用衛星林火(huǒ)監測系統,不僅可以及早發現(xiàn)早期林火(huǒ),特别是邊遠(yuǎn)地區和人(rén)煙(yān)稀少地區的林火(huǒ),而且可以對已發現(xiàn)的林火(huǒ),特别是重大林火(huǒ)蔓延情況進行連續跟蹤監測,為(wèi)撲火(huǒ)提供服務(wù),也(yě)可以為(wèi)日常森林防火(huǒ)及航空護林提供氣象、地理(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森林火(huǒ)災自動化(huà)預防、監管系統,對森林進行全面的監測,提高防火(huǒ)、救災的能(néng)力,減小森林火(huǒ)災造成的危害,評估火(huǒ)災損失是勢在必行、刻不容緩的。

      北京食安城信息科技有限公司,可為(wèi)用戶提供“高頻次氣象衛星數據火(huǒ)點判識及自動監測服務(wù)系統”的解決方案。

一(yī)、系統解決關(guān)鍵需求:
  • 解決林業部門對火(huǒ)點識别要求精度高、誤報(bào)/漏報(bào)率低(dī)的要求
  • 解決對火(huǒ)點識别要求頻次高、時(shí)效強的要求
  • 回顧模拟火(huǒ)點蔓延趨勢變化(huà)
  • 24小時(shí)全時(shí)段連續監測需求
  • 解決火(huǒ)情現(xiàn)場(chǎng)視(shì)頻信息需求
  • 解決災後評估需求
二、系統功能(néng)實現(xiàn)方法

      利用高頻次氣象衛星進行火(huǒ)點判識,主要是遙感分(fēn)析的手段判識火(huǒ)點像元的經緯度、所在位置的行政區劃、土(tǔ)地利用類型、火(huǒ)點判識的可信度(火(huǒ)點、可能(néng)火(huǒ)點、雲區火(huǒ)點等)等。

三、火(huǒ)點判識的技術原理(lǐ)

      當地面出現(xiàn)火(huǒ)點時(shí),由于明火(huǒ)處中在遙感影像數據中紅(hóng)外波段輻射率急據增高,即便火(huǒ)點面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于像元覆蓋面積,仍将引起中紅(hóng)外通道混合像元亮溫迅速增加。遠(yuǎn)紅(hóng)外通道混合像元亮溫也(yě)有增加,但(dàn)遠(yuǎn)小于中紅(hóng)外通道。這(zhè)将造成含有火(huǒ)點的中紅(hóng)外通道混合像元亮溫明顯高于周邊無火(huǒ)點像元,而遠(yuǎn)紅(hóng)外通道的混合像元亮溫增量與周邊無火(huǒ)點像元差異一(yī)般不明顯,且遠(yuǎn)沒有中紅(hóng)外通道高。利用這(zhè)一(yī)特點,可以判識火(huǒ)點信息。山火(huǒ)具有高溫屬性,顯著區别于周圍常溫地物,是地物目标的重要特征,其高溫屬性代表着物質的劇(jù)烈變化(huà),以遙感衛星數據為(wèi)基礎的熱源探測技術能(néng)為(wèi)高溫目标的識别提供了(le)更為(wèi)方便、及時(shí)的監控手段,彌補了(le)人(rén)工參與模式的衆多不足,成為(wèi)監測山火(huǒ)目标的重要手段和方式。

      衛星火(huǒ)點監測的基本原理(lǐ)就(jiù)是運用遙感衛星對地球表面進行掃描,通過衛星地面站(zhàn)把掃描信息接收下(xià)來(lái),再利用計算(suàn)機對這(zhè)些(xiē)信息進行處理(lǐ),識别出紅(hóng)外熱點,結合地理(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(xiàn)對森林火(huǒ)災的衛星監控。

      采用高頻次靜止氣象衛星(Himawari-8)作(zuò)為(wèi)主要衛星數據資源,Himawari-8靜止氣象衛星數據的時(shí)間(jiān)頻率已經達到10分(fēn)鍾,空間(jiān)分(fēn)辨率最高達到0.5km,光譜波段達到16個(gè)。使用對熱源敏感度高的可見光、中紅(hóng)外、分(fēn)裂窗紅(hóng)外等多個(gè)波段,利用亮度溫度反演計算(suàn)方法、動态異常熱源點檢測方法、高頻率叠代校(xiào)正方法等,快(kuài)速、準确獲取地面異常高溫或熱源點目标。

四、火(huǒ)點判識的自動處理(lǐ)流程

五、關(guān)鍵性指标
  • 高空間(jiān)分(fēn)辨率:
  • 最高分(fēn)辨率5km;
  • 紅(hóng)外通道分(fēn)辨率2km
  • 高時(shí)間(jiān)分(fēn)辨率:觀測頻次10分(fēn)鍾
  • 觀測高時(shí)效性:衛星原始數據接收完成至火(huǒ)點提取總過程滞後15分(fēn)鍾
  • 高空間(jiān)定位精度定位精度達到1個(gè)像元誤差
六、系統展示

 

七、經典案例

      東川區森林防火(huǒ)應急;黑龍江森林防火(huǒ)衛星遙感監測服務(wù)