發(fā)布時間：2017-06-05 07:22

  本文關鍵詞：基于MODIS數(shù)據的重慶市森林火災監(jiān)測與預警研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，在維護整個自然界的動態(tài)平衡及改善人類生存環(huán)境中占據著非常重要的地位，但森林火災在很程度上對森林資源與環(huán)境進行了破壞。如果能夠及時、準確和有效地監(jiān)測可能和已經發(fā)生的森林火災，那么這對減少災害損失、保護森林資源和維護生態(tài)平衡都具有非常重要的意義。本文以重慶為研究區(qū)，利用MODIS遙感數(shù)據對該區(qū)森林火災時空分析規(guī)律、森林火災火點監(jiān)測以及森林火災預警三方面進行了比較深入的研究。研究的基本目標在于認識重慶森林火災發(fā)生的基本規(guī)律，通過遙感手段對重慶這種復雜地形、氣象條件下的森林火災監(jiān)測、預警方法進行探討，進而找到適宜于重慶自然地理條件的森林火災監(jiān)測與預警方法，從而提高于提高重慶市防災減災水平，減少因災造成的社會經濟損失。通過研究，本論文獲得了以下一些主要研究結論。 1.研究重慶森林火災識別方法 （1）利用通道7、2、1和通道21、22、31這兩種波段組合合成影像直接識別的方法結合可以直接地對火點進行識別。 （2）通過20通道亮溫、20通道和31通道亮溫差和20通道亮溫與地溫的差值關系設定閾值，并經過一系列的分析驗證對閾值進行修正，最終得到適宜于重慶的閾值設定，在這種閾值下能更好地識別火點排除偽火點，但是這種方法識別之后還是有存在少量的偽火點，這些偽火點的進一步去除就需要進一步研究。 （3）將三通道法與高溫閾值法相結合，更能方便快捷地監(jiān)測出森林火災火點。 2.重建研究區(qū)森林火災時空發(fā)展規(guī)律。 （1）重慶2004-2013年10年間的森林火災年際間差異較大，在2006年之前年份的火點個數(shù)差別不大火點個數(shù)較少，從2006年開始火點個數(shù)明顯增加。這10年間的火點個數(shù)在2006年出現(xiàn)了一個最高峰，2008年呈現(xiàn)了第二個高峰期，，而從2008年開始下降雖然后面火點個數(shù)有所回升但是并沒有超過2008年，到了2013年火點個數(shù)明顯呈現(xiàn)從2006年開始的最低值。 （2）就重慶森林火災分布季節(jié)變化而言，火災的發(fā)生多集中在春夏兩季，秋、冬季火災發(fā)生較少。 （3）就重慶市森林火災火點個數(shù)分布月份變化而言，各月份差異較大，高峰期分別集中在3、4、7、8月，主要受氣象要素（春旱、伏旱、持續(xù)高溫等）和人類活動頻繁影響。 （4）重慶森林火災火點較為分散，在東北、東南、西南三個角上分布較為集中，中部地區(qū)有少量分布。就重慶森林火災火點行政區(qū)劃分布而言，這10年間火點個數(shù)最多的是主城九區(qū)，榮昌縣、墊江縣、銅梁縣、潼南縣和彭水苗族土家族自治縣5個縣在MODIS數(shù)據統(tǒng)計中沒有火點。 （5）重慶森林火災主要集中在海拔500-1000m的低山區(qū)域，而森林火災隨坡度起伏變化不大，森林火災集中在坡度0-30°這個范圍內，陽坡較陰坡易發(fā)生火災。森林火災的地貌分布，按森林火災有多至少的趨勢是：渝東南巫山、七曜山強巖溶化峽谷中山區(qū)中部構造平行嶺（低山）谷（丘陵）區(qū)渝東北大巴山構造溶蝕層狀中山區(qū)渝西方山丘陵區(qū)。重慶森林火災火點的植被類型分布的趨勢是：針葉林＞灌木林＞闊葉林＞針闊混交林和其他。 3.探討重慶森林火災預警指標和方法 （1）在2004-2013年這10年里，重慶地區(qū)植被狀況較好，森林地區(qū)的NDVI年際波動較為明顯，月NDVI呈先升高后降低的曲線變化且月最大值、月均值和月最小值變化趨勢一致但月最小值則波動范圍較大；重慶森林地區(qū)的TVDI空間分布與整個重慶研究區(qū)內的TVDI分布一致，干旱區(qū)域主要集中在中部和西部，TVDI值由中、西部向東部遞減，TVDI的高值也主要集中在主城九區(qū)周圍區(qū)縣，TVDI的年際和月均值變化都呈波動性變化，干旱主要集中在夏季，冬季干旱狀況最輕；重慶地區(qū)的森林植被分布由東南、東北部向中、西部遞減，且主要森林植被類型以針葉林和闊葉林為主。 （2）重慶森林火災與該區(qū)的TVDI（P=0.265）和NDVI（P=-0.262）都有很好的相關性，且根據森林植被類型對重慶火點分布有一定對于影響，那么這幾個因子的發(fā)展規(guī)律可以用來很好的反映該區(qū)域內森林火災的發(fā)生次數(shù)規(guī)律，這就表明利用植被指數(shù)、森林植被類型和干旱指數(shù)結合建立一個評價火險等級的指標是可用性的。 （3）將反映植被狀況的NDVI、森林植被類型和濕度狀況的TVDI擬合的綜合火險指數(shù)F來反映森林火災發(fā)生的難易程度，F(xiàn)越大，表明植被指數(shù)越大、不易燃的森林植被類型、干旱指數(shù)越小，森林火災發(fā)生率越��；F越小，表明植被指數(shù)越小、易燃的森林植被類型、干旱指數(shù)越大，森林火災發(fā)生率越大。
【關鍵詞】：森林火災 火點監(jiān)測 火點識別 火災區(qū)劃 火險預警 MODIS
【學位授予單位】：重慶師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S762;P237
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 1 緒論13-25
• 1.1 研究背景和意義13-14
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 遙感數(shù)據支持下的森林火災研究14-17
• 1.2.2 森林火災時空分異規(guī)律研究17-18
• 1.2.3 森林火災的預警研究18-19
• 1.3 遙感數(shù)據研究森林火災的理論基礎19-21
• 1.3.1 普朗克輻射定律20
• 1.3.2 斯忒潘—波爾茲曼定律20
• 1.3.3 維恩位移定律20-21
• 1.3.4 亮溫21
• 1.4 研究目的、研究內容、研究方法及技術路線21-23
• 1.4.1 研究目的21-22
• 1.4.2 研究內容22
• 1.4.3 研究方法22-23
• 1.4.4 技術路線23
• 1.5 擬解決關鍵問題23-24
• 1.5.1 森林火災著火點監(jiān)測模型的建立23-24
• 1.5.2 歷史數(shù)據重建24
• 1.5.3 森林火災危險性評估與預警24
• 1.6 本章小結24-25
• 2 研究區(qū)概況25-28
• 2.1 地理位置與行政區(qū)劃25
• 2.2 地勢地貌25-26
• 2.3 氣候與水文26
• 2.4 植被概況26-28
• 3 數(shù)據與預處理28-38
• 3.1 數(shù)據來源28-33
• 3.1.1 MODIS 簡介28-31
• 3.1.2 MOD14A1/MYD14A1 火掩膜數(shù)據集31-32
• 3.1.3 MCD12Q1 土地覆被產品32-33
• 3.1.4 MOD11A1、MOD11A2 地表溫度數(shù)據33
• 3.1.5 MOD13A3 植被指數(shù)數(shù)據33
• 3.1.6 MODIS 1B 數(shù)據33
• 3.2 數(shù)據預處理33-38
• 4 MODIS 火點識別研究38-55
• 4.1 MODIS 火點識別的波段選擇38-40
• 4.2 研究方法40-42
• 4.2.1 反射率/輻射率的計算40-41
• 4.2.2 亮溫的計算41
• 4.2.3 消除“蝴蝶結”現(xiàn)象41
• 4.2.4 幾何校正41-42
• 4.3 森林火災火點判別方法研究42-54
• 4.3.1 高溫火點直接判別法42-46
• 4.3.2 高溫火點綜合閾值判別法46-49
• 4.3.3 閾值判別法的驗證49-54
• 4.4 小結54-55
• 5 基于 MODIS 的重慶森林火災時空分異規(guī)律55-68
• 5.1 森林火災時空分異規(guī)律研究方法55-56
• 5.1.1 森林火災時間變化研究方法55-56
• 5.1.2 森林火災空間變化研究方法56
• 5.2 森林火災的時間變化規(guī)律56-60
• 5.2.1 森林火災的年際變化特征56-57
• 5.2.2 森林火災的季節(jié)變化特征57-59
• 5.2.3 森林火災的月變化特征59-60
• 5.3 森林火災的空間變化規(guī)律60-66
• 5.3.1 森林火災的行政區(qū)劃分布特征61-62
• 5.3.2 森林火災的地形分布特征62-64
• 5.3.3 森林火災的地貌分布特征64-65
• 5.3.4 森林火災的植被類型分布特征65-66
• 5.4 本章小結66-68
• 6 森林火災預警方法研究68-82
• 6.1 森林火災預警因子選擇68-69
• 6.1.1 歸一化植被指數(shù)（NDVI）68
• 6.1.2 溫度—植被干旱指數(shù)（TVDI）68-69
• 6.1.3 森林植被類型69
• 6.2 影響因子的計算69-71
• 6.2.1 NDVI 的計算69-70
• 6.2.2 TVDI 的計算70-71
• 6.3 影響因子的特征71-76
• 6.3.1 NDVI 特征71-73
• 6.3.2 TVDI 特征73-75
• 6.3.3 森林植被類型特征75-76
• 6.4 影響因子與森林火災的相關性分析76-77
• 6.5 森林火災預警模型建立77-79
• 6.6 實例分析79-80
• 6.7 小結80-82
• 7 結論與討論82-86
• 7.1 主要研究結論82-85
• 7.1.1 研究重慶森林火災識別方法82-83
• 7.1.2 重建研究區(qū)森林火災時空發(fā)展規(guī)律83-84
• 7.1.3 探討重慶森林火災預警指標和方法84-85
• 7.2 討論85-86
• 參考文獻86-90
• 附錄：作者攻讀碩士學位期間發(fā)表論文及科研情況90-91
• 致謝91

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于MODIS數(shù)據的重慶市森林火災監(jiān)測與預警研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：423225