基于MODIS數(shù)據(jù)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-07-20 15:14
森林火災(zāi)會(huì)給國家和人民帶來巨大的安全威脅和經(jīng)濟(jì)損失,我國是森林火災(zāi)高發(fā)國家之一。通過研究分析發(fā)現(xiàn),可以利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)從三個(gè)方面對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行有效管控:災(zāi)前預(yù)測(cè)可以減少火災(zāi)發(fā)生;災(zāi)時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可在最大程度上降低損失;災(zāi)后高效、快速的提取火跡地可以為森林的災(zāi)后評(píng)估、重建方案提供可靠的依據(jù)。目前,MODIS數(shù)據(jù)是使用范圍最廣的遙感數(shù)據(jù)之一,對(duì)森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)具有實(shí)時(shí)性高、效率高、精度好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文著重利用MODIS數(shù)據(jù)對(duì)森林火災(zāi)的災(zāi)前、災(zāi)時(shí)、災(zāi)后三個(gè)階段進(jìn)行了研究,并針對(duì)基于MODIS數(shù)據(jù)的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)過程中存在的問題加以改進(jìn),主要分析和結(jié)論如下:(1)構(gòu)建基于多因子森林火險(xiǎn)的預(yù)測(cè)模型。在將靜態(tài)與動(dòng)態(tài)火險(xiǎn)因子相結(jié)合,根據(jù)層次分析法對(duì)各火險(xiǎn)因子計(jì)算權(quán)重并疊加的此基礎(chǔ)上,進(jìn)行森林火險(xiǎn)預(yù)測(cè),解決了火險(xiǎn)因子單一及各火險(xiǎn)因子間無相互作用關(guān)系問題。該模型通過黑河市2009年4月25日和26日的MODIS數(shù)據(jù)對(duì)4月27日的森林火災(zāi)進(jìn)行火險(xiǎn)預(yù)測(cè),預(yù)測(cè)精度分別為83.33%和87.50%,然而傳統(tǒng)預(yù)測(cè)模型精度僅為56.25%和68.75%。研究表明,該模型可以對(duì)黑河市的火險(xiǎn)進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。此外,利用火點(diǎn)數(shù)...
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮寫符號(hào)列表
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 森林火災(zāi)預(yù)測(cè)模型
1.2.2 基于遙感影像的森林火災(zāi)探測(cè)研究
1.2.3 災(zāi)后火跡地識(shí)別及重建
1.3 研究內(nèi)容以及技術(shù)路線
1.4 章節(jié)安排
2 數(shù)據(jù)與方法
2.1 數(shù)據(jù)介紹
2.1.1 MODIS數(shù)據(jù)
2.1.2 數(shù)據(jù)獲取
2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.2.1 去除蝴蝶結(jié)效應(yīng)及幾何校正
2.2.2 計(jì)算反射率和輻射率
2.2.3 亮溫計(jì)算
2.3 基礎(chǔ)理論
2.3.1 層次分析法
2.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
2.3.3 多通道閾值方法
2.3.4 最大類間方差原理
2.4 小結(jié)
3 基于多因子的森林火險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型
3.1 研究區(qū)域概況
3.2 火險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型的流程圖
3.3 靜態(tài)森林火險(xiǎn)指數(shù)
3.3.1 可燃物火險(xiǎn)等級(jí)
3.3.2 地形危險(xiǎn)等級(jí)
3.3.3 人類影響指數(shù)
3.3.4 靜態(tài)火險(xiǎn)因子圖
3.4 動(dòng)態(tài)森林火險(xiǎn)指數(shù)
3.4.1 垂直水分指數(shù)
3.4.2 可見大氣阻力指數(shù)
3.4.3 修正的歸一化火災(zāi)指數(shù)
3.4.4 地表溫度
3.4.5 動(dòng)態(tài)火險(xiǎn)因子圖
3.5 建立森林火險(xiǎn)模型
3.5.1 傳統(tǒng)森林火災(zāi)模型
3.5.2 森林火險(xiǎn)指數(shù)權(quán)重的確定
3.5.3 基于AHP的森林火災(zāi)模型
3.6 森林火險(xiǎn)指數(shù)的精度評(píng)估
3.7 小結(jié)
4 基于BPNN的煙霧識(shí)別模型
4.1 煙霧識(shí)別模型流程圖
4.2 構(gòu)建煙霧識(shí)別模型
4.2.1 選取訓(xùn)練樣本
4.2.2 云、煙的波譜分析
4.2.3 模型的精度評(píng)估
4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用
4.3.1 樣本地區(qū)的云煙識(shí)別
4.3.2 同地區(qū)不同季節(jié)的云煙識(shí)別
4.3.3 不同地區(qū)不同季節(jié)的云煙識(shí)別
4.4 小結(jié)
5 基于最大類間方差的火跡地識(shí)別方法
5.1 火跡地識(shí)別流程圖
5.2 最大類間方差圖像分類
5.2.1 火跡地指數(shù)計(jì)算
5.2.2 提取火跡地
5.3 精度評(píng)估
5.4 適用性驗(yàn)證
5.5 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于最大類間方差法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的遙感圖像潮溝提取方法[J]. 朱言江,韓震,和思海,胡旭冉,陳佩達(dá). 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]基于高分一號(hào)影像光譜指數(shù)識(shí)別火燒跡地的決策樹方法[J]. 祖笑鋒,覃先林,尹凌宇,陳小中,鐘祥清. 林業(yè)資源管理. 2015(04)
[3]不同遙感指數(shù)提取林火跡地研究[J]. 吳立葉,沈潤平,李鑫慧,楊恒. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2014(04)
[4]基于特征區(qū)域統(tǒng)計(jì)的多光譜遙感影像海島瞬時(shí)岸線提取(英文)[J]. 王豐,劉書明,盧文虎,杜瓊瑋,姜偉男,劉金. Marine Science Bulletin. 2014(01)
[5]加拿大北方森林火燒跡地遙感分析[J]. 尤慧,劉榮高,祝善友,劉洋. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)方法的分析與研究[J]. 韓利,梅強(qiáng),陸玉梅,季敏. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(07)
[7]全國森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的研究與運(yùn)行[J]. 易浩若,紀(jì)平,覃先林. 林業(yè)科學(xué). 2004(03)
[8]寧夏森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)[J]. 張曉煜,侯建英,劉靜. 寧夏農(nóng)林科技. 2002(04)
[9]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在林火發(fā)生預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 溫廣玉,侯錫銘,陳華豪. 生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào). 2001(02)
[10]確定因素權(quán)重的一種方法——層次分析法[J]. 李仲來. 學(xué)科教育. 1990(04)
博士論文
[1]基于Himawari-8遙感數(shù)據(jù)的火點(diǎn)探測(cè)和自動(dòng)化云檢測(cè)的探索[D]. 謝字希.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]基于MODIS數(shù)據(jù)的多因子協(xié)同作用下森林火災(zāi)預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)研究[D]. 李曉戀.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于類間方差的MODIS森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)方法研究[D]. 肖霞.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[D]. 高華東.中國海洋大學(xué) 2007
本文編號(hào):3664227
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮寫符號(hào)列表
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 森林火災(zāi)預(yù)測(cè)模型
1.2.2 基于遙感影像的森林火災(zāi)探測(cè)研究
1.2.3 災(zāi)后火跡地識(shí)別及重建
1.3 研究內(nèi)容以及技術(shù)路線
1.4 章節(jié)安排
2 數(shù)據(jù)與方法
2.1 數(shù)據(jù)介紹
2.1.1 MODIS數(shù)據(jù)
2.1.2 數(shù)據(jù)獲取
2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
2.2.1 去除蝴蝶結(jié)效應(yīng)及幾何校正
2.2.2 計(jì)算反射率和輻射率
2.2.3 亮溫計(jì)算
2.3 基礎(chǔ)理論
2.3.1 層次分析法
2.3.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
2.3.3 多通道閾值方法
2.3.4 最大類間方差原理
2.4 小結(jié)
3 基于多因子的森林火險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型
3.1 研究區(qū)域概況
3.2 火險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型的流程圖
3.3 靜態(tài)森林火險(xiǎn)指數(shù)
3.3.1 可燃物火險(xiǎn)等級(jí)
3.3.2 地形危險(xiǎn)等級(jí)
3.3.3 人類影響指數(shù)
3.3.4 靜態(tài)火險(xiǎn)因子圖
3.4 動(dòng)態(tài)森林火險(xiǎn)指數(shù)
3.4.1 垂直水分指數(shù)
3.4.2 可見大氣阻力指數(shù)
3.4.3 修正的歸一化火災(zāi)指數(shù)
3.4.4 地表溫度
3.4.5 動(dòng)態(tài)火險(xiǎn)因子圖
3.5 建立森林火險(xiǎn)模型
3.5.1 傳統(tǒng)森林火災(zāi)模型
3.5.2 森林火險(xiǎn)指數(shù)權(quán)重的確定
3.5.3 基于AHP的森林火災(zāi)模型
3.6 森林火險(xiǎn)指數(shù)的精度評(píng)估
3.7 小結(jié)
4 基于BPNN的煙霧識(shí)別模型
4.1 煙霧識(shí)別模型流程圖
4.2 構(gòu)建煙霧識(shí)別模型
4.2.1 選取訓(xùn)練樣本
4.2.2 云、煙的波譜分析
4.2.3 模型的精度評(píng)估
4.3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的應(yīng)用
4.3.1 樣本地區(qū)的云煙識(shí)別
4.3.2 同地區(qū)不同季節(jié)的云煙識(shí)別
4.3.3 不同地區(qū)不同季節(jié)的云煙識(shí)別
4.4 小結(jié)
5 基于最大類間方差的火跡地識(shí)別方法
5.1 火跡地識(shí)別流程圖
5.2 最大類間方差圖像分類
5.2.1 火跡地指數(shù)計(jì)算
5.2.2 提取火跡地
5.3 精度評(píng)估
5.4 適用性驗(yàn)證
5.5 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于最大類間方差法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的遙感圖像潮溝提取方法[J]. 朱言江,韓震,和思海,胡旭冉,陳佩達(dá). 上海海洋大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
[2]基于高分一號(hào)影像光譜指數(shù)識(shí)別火燒跡地的決策樹方法[J]. 祖笑鋒,覃先林,尹凌宇,陳小中,鐘祥清. 林業(yè)資源管理. 2015(04)
[3]不同遙感指數(shù)提取林火跡地研究[J]. 吳立葉,沈潤平,李鑫慧,楊恒. 遙感技術(shù)與應(yīng)用. 2014(04)
[4]基于特征區(qū)域統(tǒng)計(jì)的多光譜遙感影像海島瞬時(shí)岸線提取(英文)[J]. 王豐,劉書明,盧文虎,杜瓊瑋,姜偉男,劉金. Marine Science Bulletin. 2014(01)
[5]加拿大北方森林火燒跡地遙感分析[J]. 尤慧,劉榮高,祝善友,劉洋. 地球信息科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]AHP-模糊綜合評(píng)價(jià)方法的分析與研究[J]. 韓利,梅強(qiáng),陸玉梅,季敏. 中國安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(07)
[7]全國森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的研究與運(yùn)行[J]. 易浩若,紀(jì)平,覃先林. 林業(yè)科學(xué). 2004(03)
[8]寧夏森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的改進(jìn)[J]. 張曉煜,侯建英,劉靜. 寧夏農(nóng)林科技. 2002(04)
[9]人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在林火發(fā)生預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[J]. 溫廣玉,侯錫銘,陳華豪. 生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào). 2001(02)
[10]確定因素權(quán)重的一種方法——層次分析法[J]. 李仲來. 學(xué)科教育. 1990(04)
博士論文
[1]基于Himawari-8遙感數(shù)據(jù)的火點(diǎn)探測(cè)和自動(dòng)化云檢測(cè)的探索[D]. 謝字希.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]基于MODIS數(shù)據(jù)的多因子協(xié)同作用下森林火災(zāi)預(yù)測(cè)監(jiān)測(cè)研究[D]. 李曉戀.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
碩士論文
[1]基于類間方差的MODIS森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)方法研究[D]. 肖霞.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]NOAA/AVHRR數(shù)據(jù)在森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[D]. 高華東.中國海洋大學(xué) 2007
本文編號(hào):3664227
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