遙感影像具有大范圍、時(shí)效性強(qiáng)等特點(diǎn)，利用遙感技術(shù)對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可在最短的時(shí)間內(nèi)掌握山火的分布位置、范圍，及時(shí)評(píng)估災(zāi)損情況。
1.數(shù)據(jù)源
針對(duì)四川西昌3.31林火共采集三個(gè)時(shí)相全覆蓋研究區(qū)的遙感影像數(shù)據(jù)，分別為：
1）2020年3月16日Sentinel-2遙感影像數(shù)據(jù)1景
2）2020年3月15日“珠海一號(hào)”O(jiān)HS高光譜遙感影像數(shù)據(jù)1景。
3）2020年3月31日“珠海一號(hào)”O(jiān)HS高光譜遙感影像數(shù)據(jù)1景。
其中3月15日的“珠海一號(hào)”O(jiān)HS高光譜遙感影像數(shù)據(jù)為著火前數(shù)據(jù)，3月31日數(shù)據(jù)為火災(zāi)發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)，“珠海一號(hào)”衛(wèi)星星座中目前在軌運(yùn)行的衛(wèi)星中有8顆高光譜衛(wèi)星，一個(gè)軌道面上平均分布4顆，其中每顆高光譜衛(wèi)星配置1臺(tái)分辨率優(yōu)于10 m、幅寬優(yōu)于150 km的高光譜相機(jī)，光譜分辨率優(yōu)于2.5nm，成像范圍在150km×2500km。
“珠海一號(hào)”高光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)波段范圍在400—1000nm內(nèi)具有32個(gè)波段，其對(duì)地面目標(biāo)光譜的高度敏感性，有利于識(shí)別地面目標(biāo)的細(xì)微差別。
圖1為四川西昌火災(zāi)監(jiān)測(cè)范圍 3月16日Sentinel-2遙感影像
火災(zāi)前后遙感影像對(duì)比
3月15日、3月31日“珠海一號(hào)”O(jiān)HS高光譜衛(wèi)星假彩色影像
2.遙感監(jiān)測(cè)辦法
圖2 四川西昌過(guò)火區(qū)域提取技術(shù)路線圖
圖2為四川西昌3月30日山火過(guò)火區(qū)提取的整體技術(shù)路線，主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、災(zāi)前災(zāi)后研究區(qū)歸一化植被指數(shù)反演及植被覆蓋度反演三部分監(jiān)測(cè)內(nèi)容。
3.監(jiān)測(cè)結(jié)果及分析
植被指數(shù)是兩個(gè)或多個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的地物反射率組合運(yùn)算，以增強(qiáng)植被某一特性或者細(xì)節(jié)。所有的植被指數(shù)要求從高精度的多光譜或者高光譜反射率數(shù)據(jù)中計(jì)算。
圖3 為研究區(qū)不同時(shí)相遙感影像NDVI計(jì)算結(jié)果彩色柵格映射顯示，其中NDVI值大于0的區(qū)域植被生長(zhǎng)區(qū)域。
火災(zāi)前后監(jiān)測(cè)區(qū)域歸一化植被指數(shù)值
圖3 火災(zāi)前后NDVI計(jì)算結(jié)果
圖4 為火災(zāi)前后NDVI差值計(jì)算結(jié)果彩色柵格映射。對(duì)比分析，同一位置3月15日哨兵數(shù)據(jù)與3月31日OHS數(shù)據(jù)，通過(guò)ArcGIS柵格計(jì)算功能，NDVI差值計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)火災(zāi)前后燃燒的植被區(qū)域。紅色區(qū)域?yàn)?zāi)前災(zāi)后NDVI差值為-0.9左右，差值趨勢(shì)代表地表植被覆蓋度驟降趨勢(shì)，符合林火災(zāi)前災(zāi)后植被覆蓋度變化特征，但區(qū)域已超出災(zāi)后新聞報(bào)道范圍，區(qū)域明顯異常。通過(guò)圖像結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)火情分析可知深紅色區(qū)域表示受災(zāi)較為嚴(yán)重，綠色區(qū)域未受到火災(zāi)影響。
圖4 燃燒前后NDVI差值影像
4.專題圖產(chǎn)品
圖5 四川西昌2020年3月30日林火監(jiān)測(cè)范圍及過(guò)火范圍圖。其中綠色區(qū)域?yàn)楸O(jiān)測(cè)范圍，紅色區(qū)域?yàn)樗拇ㄎ鞑?月30日林火過(guò)火區(qū)域位置及范圍。
圖4 為火災(zāi)前后NDVI差值計(jì)算結(jié)果彩色柵格映射。對(duì)比分析，同一位置3月15日哨兵數(shù)據(jù)與3月31日OHS數(shù)據(jù)，通過(guò)ArcGIS柵格計(jì)算功能，NDVI差值計(jì)算結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)火災(zāi)前后燃燒的植被區(qū)域。紅色區(qū)域?yàn)?zāi)前災(zāi)后NDVI差值為-0.9左右，差值趨勢(shì)代表地表植被覆蓋度驟降趨勢(shì)，符合林火災(zāi)前災(zāi)后植被覆蓋度變化特征，但區(qū)域已超出災(zāi)后新聞報(bào)道范圍，區(qū)域明顯異常。通過(guò)圖像結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)火情分析可知深紅色區(qū)域表示受災(zāi)較為嚴(yán)重，綠色區(qū)域未受到火災(zāi)影響。
圖4 燃燒前后NDVI差值影像
4.專題圖產(chǎn)品
圖5 四川西昌2020年3月30日林火監(jiān)測(cè)范圍及過(guò)火范圍圖。其中綠色區(qū)域?yàn)楸O(jiān)測(cè)范圍，紅色區(qū)域?yàn)樗拇ㄎ鞑?月30日林火過(guò)火區(qū)域位置及范圍。
圖5 四川西昌3月30日林火監(jiān)測(cè)范圍及過(guò)火范圍圖
5.監(jiān)測(cè)總結(jié)
利用“珠海一號(hào)”高光譜衛(wèi)星進(jìn)行四川西昌3月30日森林火災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)，確定四川西昌3月30日林火的位置及覆蓋范圍，監(jiān)測(cè)結(jié)果表明此次林火過(guò)火區(qū)域面積達(dá)到1309.97公頃，可為相關(guān)部門提供有效數(shù)據(jù)支持。
目前，我國(guó)大部分地區(qū)陸續(xù)進(jìn)入春季防火期，當(dāng)前正值森林草原高火險(xiǎn)關(guān)鍵期。隨著新冠肺炎疫情趨緩，春耕生產(chǎn)、企業(yè)復(fù)工，加之清明節(jié)臨近，林牧區(qū)農(nóng)事用火、民俗用火、生活用火將明顯增加，群眾進(jìn)山旅游踏青人員激增，森林草原防滅火形勢(shì)將日趨嚴(yán)峻，有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)防火監(jiān)測(cè)工作。
