由于遥感具有覆盖面积广,时间、空间分辨率高,成本低廉等特点,被广泛应用于气象、林业等各个领域,尤其在森林火灾监测预警工作中。目前,在林火监测业务中,我国主要使用MODIS和NOAA数据,国产遥感数据的使用比例偏低。过度依赖国外遥感数据存在一定的风险性与局限性,对数据的时间和空间分布缺乏自主性,将极大地影响监测预警工作的进行。2008年,我国新一代极轨气象卫星风云三号发射并投入运营后,全面提升了中国气象卫星遥感能力,把握了全球变化第一手资料。由于其在设计时便考虑了火灾监测的相关问题,可进行准实时火灾监测。利用风云三号卫星进行火灾监测预警工作,具有重大的现实意义。
本文旨在针对FY-3A卫星遥感数据建设一套适合业务化的森林火情监测系统。针对风云三号A卫星(FY-3A)可见光红外扫描辐射计(VIRR)数据的特点,就如何开展森林火点监测工作进行了研究,主要工作如下：
(1)总结和分析了FY-3AVIRR数据的存储方式以及特征,利用HDF5函数库的API进行数据格式解析,提取了属性等相关信息；然后对可见光近红外通道数据进行了辐射定标处理、太阳高度角校正,红外波段进行星上线性定标、辐亮度非线性订正、地表亮温转换和临边变暗订正处理,并利用FY-3A提供的地理定位信息进行几何校正和投影转换；最后生成可见光近红外通道反射率数据集和红外通道地表亮温数据集,为后续火情监测提供数据支持。
(2)通过对MODIS、NOAA数据火点监测算法的分析,结合FY-3A红外通道数据特征,通过反复实验与参数修改,总结了一套符合业务化运行的计算机自动判识火点算法的流程。提取的火点信息与当前运用最广泛的MODIS数据火点监测结果基本一致,完全可以满足日常业务监测需求,达到了预期的效果。
(3)基于上述工作,使用软件工程思想,建立了基于FY-3A卫星遥感数据的火情监测系统。系统开发采用插件式框架技术,为今后系统升级和技术革新提供了一个优良的环境,实现模块化、扩展性的业务系统平台。系统具有常见地理信息系统的一般功能,遥感图像显示、数据处理功能,地理信息空间分析功能专题图制作功能,以及全自动火点监测和制图等功能,实现了遥感资料的自动处理-火点监测-专题图制作等过程的自动化。
