遥感与地理信息系统技术相结合的林火预警方法的研究

【摘要】：森林火灾是一种世界性的严重自然灾害。它分布广、发生频度高,破坏森林资源,干扰人民正常生活秩序,造成全球性环境污染,越来越受到各国政府的重视。如何采用遥感、地理信息系统技术等现代高新技术对森林火险等级进行预报和对森林火灾进行监测,成为当前国内外研究的热点。本文在查阅大量文献及系统分析的基础上,以遥感和地理信息系统等现代高新信息技术为主要手段,研究了以中等空间分辨率的遥感数据(MODIS)和地理信息系统技术相结合的林火预警应用方法。 本文在综述国内外相关研究的基础上,分别对MODIS数据的处理方法及其在林火预警中的应用方法进行了研究。主要开展了MODIS数据几何校正方法的对比研究,MODIS数据在全国森林可燃物分布与分类、植被状态的反演、植被燃烧信息的提取以及森林火险等级预报等方法的研究。通过开展本研究工作,获得了基于GIS平台的、以MODIS为主要信息源的卫星遥感数据在林火预警中的应用方法。即: (1) 获得了MODIS L1B数据的几何校正和融合等处理方法 本文对比研究了利用GLT方法和GCP方法对MODIS L1B数据的几何校正的优缺点,并提出了对MODIS L1B数掘几何校正处理的建议。同时,获得了不同空间分辨率的MODIS L1B数据集间的融合方法,并利用程序实现了融合算法。 (2) 获得了基于MODIS数据的大尺度森林可燃物分类方法 本文在国内外前人已做的植被、土地覆盖/土地利用等分类研究的工作基础上,借鉴已有的分类成果,首次在国内提出了基于MODIS数据的大尺度的森林可燃物分类体系。在制定的分类体系指导下,采用非监督分类和监督分类相结合的综合分类方法,对我国的森林可燃物分类方法进行了研究与实践,获得了全国可燃物分布图;并探讨了中等空间分辨率的卫星数据在大尺度分类研究中的结果检验方法,即利用GIS技术,将分类结果与专题数据叠加进行精度验证。 (3) 获得了森林火险等级预报因子的处理方法 本文将输入森林火险预警模型中的数据是否经常随着时间的变化而将其分为动态数据和静态数据。通过实验,分别获得了对这两大类数据的处理方法。即: ① 对于静态数据,采用建立背景数据库后再数量化的方法参与模型中计算。 ② 对于动态数据中的每日气象数据,在对比三种空间插值方法在气象数据栅格化结果的精度与效率的基础上,获得了利用反间距空间插值方法对气象数据各因子进行空间插值处理,从而实现了利用已有气象站数据预估其他没有气象观测站设置地区的气象数据的方法;对于植被长势的估测,利用MODIS数据获得的相对绿度指数作为其植被