卫星遥感在森林火灾中的应用

文章编号：１００２—２５２Ｘ（２００７）０１—００１８—０２　卫星遥感在森林　穴中的应用　张春芬　，金海英。　（１．伊春市气象局，黑龙江伊春１５３０００；２．铁力市气象局，黑龙江铁力１５２５００）　中图分类号：Ｐ４９　文献标识码：Ｂ　１　引言　气象卫星遥感具有高频次、大范围、多光谱、适　用于遥感统计解释等优点。特别是高频次对环境监　测对灾害和植物状况的动态监测具有更多优势。是　农业、林业气象情报信息的重要来源。　伊春市属林区，林业施业区达４．０ｘｌ０４ｈａ，森林　覆盖率７４％。森林火灾是威胁伊春市可持续发展　的重要因素。几年来，尤其是２００３年春季“阿廷河　森林火灾”和２００４年秋季“红星、乌伊岭、嘉荫森林　火灾”都造成了较严重的经济损失。本文就几年来　发生的几起较大的森林火灾，结合卫星遥感图像，　找出适合极轨气象卫星观测火情时的阈值。在最短　时间内发现火源，迅速、及时掌握火情发生的时空　特点，指导灭火、救灾，尽可能地减少火灾造成的损　失。　２极轨气象卫星监测火情的原理　。　图黑河地区火情　（１）生成局地分区图。实时接收ＮＯＡＡ卫星　ＨＲＰＴ资料，预处理，在中心极轨小系统上对监测　一区域（如伊春１２８。９１９　Ｅ、４７。７３　Ｎ）作等经纬度投　　监测火情主要是根据地面林火温度进行的。　影。生成ＡＶＨＲＲ局地分布图；（２）图像增强。从局地分布图中读取ＡＶＨＲＲ　般林火的初始温度为５００—８００￣Ｃ。刚好落在气象　２、１图像资料，对各通道图像分别作增强处　卫星的第三通道上。呈现为黑色或褐色，即显示森　通道３、　林发生了火灾。ＴＭ７波段（２．Ｏ８—２．３５ｗｍ）对温度变　理：（３）三通道图像彩色合成。对通道３、２、１图像　化敏感；ＴＭ４、ＴＭ３波段则分别属于红外光、红光　　区，能反映植被的最佳波段，并有减少烟雾影响的　分别赋予红、绿、蓝色，生成三通道彩色合成图像。功能；同时ＴＭ７、ＴＭ４、ＴＭ３（分别赋予红、绿、蓝色）　图中鲜红色亮点为正在燃烧的明火（见图）。绿色　　的彩色合成图的色调接近自然彩色。故可通过　为植被或森林；（４）地标校正。在三通道彩色合成图上叠加网　ＴＭ７４３彩色合成图的分析来指挥林火蔓延与控制　格和地标（江河、海岸线）；　和灾后林木的恢复状况。　（５）火情监测，打印火情信息。　２００４年１Ｏ月１５日ＮＯＡＡ１６极轨气象卫星监　测到的黑河地区火情图（见图），由图可见黑河境内　４适合伊春极轨气象卫星监测火情的判识条件　伊春市的气候特点是四季分明。春寒料峭。夏　火情蔓延，上空浓烟密布。黑河、伊春境内均有火　季短暂，秋季骤冷，冬季漫长。伊春森林火灾主要　点。　３极轨气象卫星监测火情的步骤（以ＮＯＡＡ１　６极　发生期在春季，秋初有一次高峰。在无雨无雪或少　雨少雪的干旱年代里，夏季也能发生森林火灾。由　轨气象卫星为例）　（下转第２１页）　收稿日期：２００６—０７—１４　第一作者简介：张春芬（１９６６一），女，黑龙江省甘南县人，南京气象学院．专科生。助理工程师　．１８．Ｈｅｉｌｏｎｇｆｉａｎｇ　Ｑｉｘｉａｎｇ　２００７・　维普资讯 http://www.cqvip.com

袭３　２００４年大庆市各季度各类稳定度的混合层高度　５．３　大气污染物输散的时段特点及季节特点　从污染气象来看。大气污染物输散的时段特点　还是较明显的。冬季、春季西北风（ＮＷ）主要污染　东南部，而夏季东南风（ＳＥ）主要污染西北部。　夜间多逆温，扩散条件差；而午后湍流发展，扩　散条件好，但在上午０７：００～０９：００时风速较低，　近地逆温已崩溃。而２００ｍ左右低空逆温尚存在，　低源排放会出现熏烟现象。这是一天内最不利的　时刻。　多年的观测资料统计表明，大庆市区逆温频　从污染气象来看，大气污染物输散的季节性显　率高且强度大，其上空逆温中心平均高度为１５０ｍ，　著。冬季主导风向为西北风（ＮＷ），而夏季主导风　每年一天内有１４～１７ｈ存在贴地逆温或低空逆温　向为东南风（ＳＥ）。大庆市区的大气污染物，冬季对　占８２％，尤其在冬季逆温出现频率达１００％，强度　东南部市区、夏季对西北部市区影响较重。所以大　最大，所以一年中以冬季、一天中以夜间输送大气　庆环境质量监测布点。应该侧重考虑大庆市区的东　污染物的条件最差［引。　南和西北部市区，兼顾其它市区。　参考文献　５．２有利于烟气输送扩散的条件　大庆市区３０ａ平均风速较高（３．８舶ｎ／ｓ），而且有　［１］张保森，等．２００１－２００５年度大庆市环境质量报　一定的粗糙度，扩散参数大，使得大气污染物在源　告书［Ｒ］．大庆：大庆市环境保护局，２００６：１２－１６．　附近可较快扩散。而白天湍流发展旺盛，大气自净　［２］环境影响评价技术导则质量报告书［Ｒ］．大庆：　能力强。夏季最大混合层高度４２２６ｍ，因此，烟气不　大庆市环境保护局。２００６：１２－１６．　会长时间积累。０～２００ｍ风速增大较快，有利于高　［３］钟永胜，等．大庆市大气环境监测优化布点的研　架源污染物的扩散［引。　究［Ｒ］．大庆：大庆市环境保护局，１９９２：１６—２８．　（上接第１８页）　于伊春市位于中高纬度地区，昼夜温差较大，春、　夏、秋季地面温度差异较大。需要卫星遥感监测　时能在最短的时间内迅速判定出火点的位置及相　ＣＨ３（Ｋ）＞３２０　过火区阈值　Ｃｈｌ（％）＜１５　Ｃｈ２一ＣＨ１（％）＜０　ＣＨ３ｆＫ）＞３２０　Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＜１０　秋季：着火区阈值　Ｃｈｌ（％）＜１５　—２＜Ｃｈ２一ＣＨ１（％）＜０　ＣＨ３（Ｋ）＞３１０　１０＜Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＜５０　关的火情情况，为灭火、救灾节省时间。结合伊　春２０００～２００４年伊春境内所发生的几起森林火　灾，归纳总结了适合极轨气象卫星监测火情的判　识条件。　春季：着火区阈值　Ｃｈｌ（％）＜１５—２＜Ｃｈ２一ＣＨ１（％）＜０　ＣＨ３（Ｋ）＞２７９　１０＜Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＜５０　亚像元阈值　Ｃｈｌ（％）＜３０　Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＞４　ＣＨ３（Ｋ）＞３２０　亚像元阈值　Ｃｈｌ（％）＜３０　Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＞４　过火区阈值　Ｃｈｌ（％）＜１５　Ｃｈ２一ＣＨ１（％）＜０　ＣＨ３（Ｋ）＞３２０　Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＜１Ｏ　ＣＨ３（Ｋ）＞２７９　过火区阈值　Ｃｈｌ（％）＜１５　Ｃｈ２一ＣＨ１（％）＜０　５极轨气象卫星监测火情时的注意事项　（１）调取极轨气象卫星监测的图像为白天段的　ＣＨ３（Ｋ）＞２７９　Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＜１０　夏季：着火区阈值　Ｃｈｌ（％）＜１５—２＜Ｃｈ２一ＣＨ１（％）＜０　ＣＨ３（Ｋ）＞３２０　１０＜Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＜５０　亚像元阈值　Ｃｈｌ（％）＜３０　Ｃｈ３一ＣＨ４（Ｋ）＞４　资料（夜间无可见光通道的数据）；　（２）从各阈值可看出，通道３的亮温数据对火　点的判识起着至关重要的作用，因此，多搜集不同　区域、不同季节火点判识的门槛值文件，将会更加　快速、有效地提高监测火情的能力，科学、主动地指　导灭火、救灾，保护国家的森林资源。　・２１．