基于MODIS数据的华北地区秸秆焚烧监测.docxVIP

基于 MOD IS 数据的华北地区秸秆焚烧监测王子峰1 ,2 ,3 ,陈良富1 ,2 ,顾行发1 ,2(1 . 中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室 ,北京100101 ;2 . 国家航天局航天遥感论证中心 ,北京100101 ;3 . 中国科学院研究生院 ,北京100049)摘要 :秸秆焚烧给我国城乡生态环境造成巨大损害 ,利用遥感手段监测秸秆焚烧能够为禁烧治理工作提供有效的数据支持 。“背景对比火点探测算法”( t he Co nt e xt ual Fi re Det ectio n Al go rit h m) 是 目前精度较高的自动探测算法 ,但固定的阈值参数难以适用于不同地区和不同的监测对象 ,因此依 据实际观测情况对其中的关键参数和阈值进行了适当调整 ,以更好地监测中国地区的火点 。基于 EO S/ Te r ra 卫星的 MOD IS 数据 ,利用调整阈值后的算法对我国华北地区 2007 年 5 月至 8 月的秸秆焚烧状况进行了遥感监测 ,监测精度能够满足实际业务化监测的需要 。进一步结合 I GB P 地表 分类数据 ,将火点像元分成秸秆焚烧 、林火和草原火等 3 种生物焚烧类型 ,并分别对其亮度温度等 多个参数进行了统计分析 ,在此基础上讨论了根据火点辐射特性判断火点类别的可行性 ,提出在目 前 ,地表分类数据对于判断火点类别仍是必要的 。关 键 词 :秸秆焚烧 ; MOD IS ;背景对比火点算法 ;阈值调整 ;火点分类中图分类号 : T P 79文献标志码 : A文章编号 :100420323 (2008) 0620611207算法”( A Co nt e xt ual Fi re Det ectio n Al go rit h m) 在火点监测应用中取得了一定的效果[ 7 ,8 ] 。该算法通 过对像元辐射特性的统计和分析识别火点 ,但算法中的关键参数和阈值对不同地区 、不同类型的火点 监测并不完全适用 ,需要根据实际情况进行适当的 调整[ 9 ,10 ] 。同时 ,这些算法并未对火点类型加以区分 ,监测出的火点包括各种自然或人为因素引起的热异常点 ,直接将这些火点作为秸秆焚烧进行统计 分析显然不够合理 。通过结合土地分类数据虽然可以将不同地表类型上的火点区分开来 ,但仍然受到 分类数据自身误差的限制 。依据火点像元的各种辐射统计特性确定火点分类的依据 ,是值得深入探讨 的问题 。为更好地利用遥感数据对我国秸秆焚烧进行监 测 ,本文在实现背景对比火点探测算法[ 7 ] 的基础上 ,对实际监测结果进行综合分析 ,调整了原算法中若干关键参数及阈值 ;同时结合 I GB P 地表分类数据 ,将监测出的火点分成秸秆焚烧 、林火和草原火等 3种类型 ,并分别对其表观亮温等关键参数进行了统1引言作为农业大国 ,我国拥有的秸秆资源居世界首位 ,年产量近 7 亿 t ,相当于近 5 亿 t 标准煤[ 1 ] ,其中20 %未被有效利用 。由于观念 、技术和体制等方面 的综合原因 ,我国每年有大量秸秆被当作废弃物焚烧或扔掉 ,秸秆焚烧给生态环境 、大气质量 、交通安 全和火灾防护造成了极大的影响[ 2 ] 。2007 年 5 月以来 ,华北和江淮流域的粮食主产区出现大规模秸秆焚烧现象 ,使得北京等周边城市的空气质量明显 下降[ 3 ] 。及时准确地监测秸秆焚烧的地域分布和动 态变化对秸秆禁烧工作至关重要 。传统地面监测技 术可以获取秸秆焚烧的强度 ,并得出其对空气质量 的影响[ 4 ] ,但通常只能在城区附近布设有限站点 ,无 法确定秸秆焚烧污染的分布和来源 。利用遥感技术 可以在区域甚至全国等大尺度 内快 速获 取地 面 信 息 ,可以对焚烧火点的位置和焚烧烟尘的分布等进 行 准 实 时 的 监 测[ 1 ,5 ,6 ] 。基 于 N O A A/ A V H R R 和 Ter ra/ MOD IS 等传感器数据的“背景对比火点探测收稿日期 :2008207211 ; 修订日期 : 2008210216基金项目 :863 重大项目“多源卫星遥感大气污染综合监测技术 ( 2006 A A06 A303) ”资助 。作者简介 :王子峰 ( 1982 - ) ,男 ,博士研究生 ,主要从事大气颗粒物遥感监测方面的研究 。E2mail : wa ngzf @i r sa . ac . cn 。通讯作者 :陈良富 ( 1964 - ) ,男 ,研究员 ,主要从事区域大气质量遥感监测等方面的研究 。E2mail :lf chen @i r sa . ac . cn 。 612 遥感技术与应用第 23 卷计分析 ,在探索火点辐射特性随火点类型变化的规律方面进行了初步的尝试 。11～12