“珠海一号”高光谱卫星监测3月30日四川省西昌市森林火灾
约调研2020-04-07 09:34
来源：珠海欧比特微信公众号
2020年3月30日15时51分，西昌市护林防火指挥部办公室接到电话报警马鞍山方向发生森林火灾。截至31日16时，火灾过火面积1000余公顷，毁坏面积80余公顷。截至2020年4月1日下午14时，正面火场明火已经全部扑灭。
遥感影像具有大范围、时效性强等特点，利用遥感技术对森林火灾进行监测，可在最短的时间内掌握山火的分布位置、范围，及时评估灾损情况。
01数据源
针对四川西昌3.31林火共采集三个时相全覆盖研究区的遥感影像数据，分别为：
1）2020年3月16日Sentinel-2遥感影像数据1景
2）2020年3月15日“珠海一号”OHS高光谱遥感影像数据1景。
3）2020年3月31日“珠海一号”OHS高光谱遥感影像数据1景。
其中3月15日的“珠海一号”OHS高光谱遥感影像数据为着火前数据，3月31日数据为火灾发生时的数据，“珠海一号”卫星星座中目前在轨运行的卫星中有8颗高光谱卫星，一个轨道面上平均分布4颗，其中每颗高光谱卫星配置1台分辨率优于10 m、幅宽优于150 km的高光谱相机，光谱分辨率优于2.5nm，成像范围在150km×2500km。
“珠海一号”高光谱卫星数据波段范围在400—1000nm内具有32个波段，其对地面目标光谱的高度敏感性，有利于识别地面目标的细微差别。
图1为四川西昌火灾监测范围 3月16日Sentinel-2遥感影像
火灾前后遥感影像对比
3月15日、3月31日“珠海一号”OHS高光谱卫星假彩色影像
02遥感监测办法
图2 四川西昌过火区域提取技术路线图
图2为四川西昌3月30日山火过火区提取的整体技术路线，主要包括数据预处理、灾前灾后研究区归一化植被指数反演及植被覆盖度反演三部分监测内容。
03 监测结果及分析
植被指数是两个或多个波长范围内的地物反射率组合运算，以增强植被某一特性或者细节。所有的植被指数要求从高精度的多光谱或者高光谱反射率数据中计算。
图3 为研究区不同时相遥感影像NDVI计算结果彩色栅格映射显示，其中NDVI值大于0的区域植被生长区域。
火灾前后监测区域归一化植被指数值
图3 火灾前后NDVI计算结果
图4 为火灾前后NDVI差值计算结果彩色栅格映射。对比分析，同一位置3月15日哨兵数据与3月31日OHS数据，通过ArcGIS栅格计算功能，NDVI差值计算结果可以发现火灾前后燃烧的植被区域。红色区域灾前灾后NDVI差值为-0.9左右，差值趋势代表地表植被覆盖度骤降趋势，符合林火灾前灾后植被覆盖度变化特征，但区域已超出灾后新闻报道范围，区域明显异常。通过图像结合现场火情分析可知深红色区域表示受灾较为严重，绿色区域未受到火灾影响。
图4 燃烧前后NDVI差值影像
04 专题图产品
图5 四川西昌2020年3月30日林火监测范围及过火范围图。其中绿色区域为监测范围，红色区域为四川西昌3月30日林火过火区域位置及范围。
图5 四川西昌3月30日林火监测范围及过火范围图
05监测总结
利用“珠海一号”高光谱卫星进行四川西昌3月30日森林火灾遥感监测，确定四川西昌3月30日林火的位置及覆盖范围，监测结果表明此次林火过火区域面积达到1309.97公顷，可为相关部门提供有效数据支持。
目前，我国大部分地区陆续进入春季防火期，当前正值森林草原高火险关键期。随着新冠肺炎疫情趋缓，春耕生产、企业复工，加之清明节临近，林牧区农事用火、民俗用火、生活用火将明显增加，群众进山旅游踏青人员激增，森林草原防灭火形势将日趋严峻，有关部门应加强防火监测工作。
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