FY-3A MERSI数据在森林火灾监测中的应用
摘要
森林火灾是一种年年发生的、世界性的、严重危害森林资源的重大灾害。每一次森林火灾都会给森林植被、森林生态系统、全球生态环境和人类生命财产带来不同程度危害和损失。卫星遥感技术在监测森林火灾方面具有宏观、快速的优势,利用卫星过境时获取的遥感影像,可以掌握火灾发生的位置、范围,对过火面元信息进行提取与统计,为相关决策部门提供科学依据。中分辨率光谱成像仪(medium-resolutionimager, MERSI)是FY-3A 卫星搭载的传感器之一,其具有多光谱和高分辨率成像的特点,可以探测大气、陆地、海洋的可见光反射辐射以及热红外发射辐射。250m 分辨率的可见光、红外通道分别可以用于植被指数与地表温度的提取。应用卫星数据进行火灾判识的基本原理是根据维恩位移定律:T×λmax=2 897.8 (μm,K)。即黑体温度 T 和辐射峰值波长λmax 成反比,温度愈高,辐射峰值波长愈小,常温(约300 K)地表辐射峰值波长在10μm 左右,而火焰温度一般在500~700 K 以上,林火的明火温度甚至可达1000 K 左右,其热辐射峰值波长在 3~5μm。传统火灾遥感监测方法主要是根据不同温度黑体光谱辐射值在波长4μm 和11μm 的差值来进行判断,在白天还可利用反射率通道剔除耀斑。研究发现,FY-3A 的中分辨率成像仪热红外通道CH5 光谱范围虽然在10.00~12.50μm,但其对高温物体的反映也很明显,分析判断它与背景亮温的差异也可以作为火灾判识的一种方法。同时,应用CH5、CH4、CH3 通道进行红、绿、蓝图像合成,火灾发生区域的明火、过火区特征明显。因此,MERSI 数据具有火灾监测的能力,由于其初始分辨率为250 m,这将是我国气象卫星数据在火灾监测应用中的一大突破。