第35卷，第3期 2015年3月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No. 3 -pp739-745
March, 2015
基于多源卫星多光谱遥感数据的过火面积估算研究
余超，，陈良富*，李荸，陶金花，苏林 1.中国科学院遥感与数字地球研究所，遥感科学国家重点实验室，北京
100101
2，中国科学院大学，北京100049
摘要露天生物质燃烧是重要的大气污染物排放源，导致空气质量恶化并引起气候变化。卫星通感数据能够提供大尺度、多时相的监测信息，然而燃烧火点监测和火烧迹地监测两种方式都存在着局限性。以关国东南部地区为研究区域，通过结合卫星遥感获取的高分辨率燃烧面积数据及多时相的燃烧火点数据，建立时空匹配模型估算露天生物质燃烧过火面积，通过分析植被燃烧前后的光谱变化特征，基于高分辨率的 Landsat-5TM4波段(0,84 m)与7波段（2.22
um）数据，利用差分归一化燃烧比（dNBR，thedifferentia)
normalizedburnratio)提取燃烧面积数据；面燃烧火点数据则通过分析燃烧植被的热红外光谱特征利用MO DIS4与11m波段数据提取。结果显示，该地区燃烧面积与燃烧火点数量之间相关系数达0.63，并且二者之间的比例关系随植被类型面发生变化，林地、章地、谨木、耕地和沼泽五种植被类型对应的像元燃烧面积分别为0.69，1.27，0,86，0.72和0.94km。通过与美国火灾中心(national interagencyfire center，NIFC) 地面调查数据比对，模型估算的关国东南部过火面积数据较为精确，而同期的MODIS燃烧面积产品(MCD45）及燃烧源清单产品（global fire emissionsdatabase，GFED)遗漏了该区域大量的小面积燃烧事件，因此，本研究建立的过火面积估算模型能够提供更为精确的排放源参数信息，有利于区域空气质量模式准确地模拟露天生物质燃烧排状况
关键词露天生物质燃烧；MODIS；Landsat；燃烧火点；过火面积；差分归一化燃烧比
中图分类号：0657，3
引言
文献标识码：A
D0I: 10. 3964/j. issn. 10000593(2015)03073907
e为生物质燃烧的污染物排放因子[5。过火面积是该估算模型的主要参数，也是当前生物质燃烧排放源清单中的最大误差来源"。准确、及时地获取过火面积，可以为区域空气质
露天生物质燃烧，包括森林火灾、计划性燃烧、农田秸秆樊烧等，是大气痕量气体及气溶胶颗粒物的重要排放源，排放的颗粒物、氮氧化物、一氧化碳等污染物，不仅改变大气成分的化学组成，导致大气能见度下降和空气质量恶化1.，面且具有非常显著的负面健康效应3；面通过排放二氧化碳和黑碳气溶胶，直接或间接地改变地气系统之间的辐射能量平衡，在区域尺度乃至全球范围导致气候系统发生异常"，然而，当前露天生物质燃烧污染物排放量估算却具有极大的不确定性，排放量主要基于四个参数通过自下而上的模型估算，式(1)。
Emission -A X BX CX e
(1)
Emission表示露天生物质燃烧的排放量，A表示燃烧过火面积，B表示植被密度，C是燃烧过程中植被的消耗比例，收稿日期：2014-03-31，修订日期：2014-06-19
量模式提供实时的排放源清单，能够有效地模拟生物质燃烧的污染物排放量及影响范围，为森林防火及污染暴露人群疏散提供决策依据，
通过传统的地面人工调查方式，可以精确地测量燃烧过
火面积，然而需要耗费大量的人力、物力、财力，并且局限于区域尺度范围，也无法保证数据的时效性及完整性"}，卫星通感数据的多光谱、多时相、大尺度等特点，为露天生钩质燃烧提供更为方便、及时的监测手段，弥补了传统地面测量方式的不足。卫星遥感根据地面目标对象在光谱波段内引起的异常与周围地物或先前状态的明显反差来构建算法模型，根据不同火情状态的光谱响应特征差异，可以分为燃烧火点监测和火烧迹地监测两种方式，前者是利用高温燃烧物体与低温背景的差异及时捕获卫星过境爵间地面燃烧的时间
基金项目：国家自然科学基金重点项目(41130528)和高分辨率对地观测系统重大专项项目(05-Y30B02-9001-13/15-8)资助
作者简介：余超，1987年生，中国科学院遥感应用研究所博士研究生
*通讯联系人
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