伊春市衛(wèi)星遙感綜合應(yīng)用系統(tǒng)

賀敬，楊龍

（伊春市氣象局，黑龍江伊春 153000）

伊春市衛(wèi)星遙感綜合應(yīng)用系統(tǒng)

賀敬，楊龍

（伊春市氣象局，黑龍江伊春 153000）

1 引言

隨著空間遙感儀器的應(yīng)用及通訊和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，氣象衛(wèi)星在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用得到廣泛發(fā)展,尤其在對災(zāi)害的監(jiān)測上，它具有客觀、快速、及時跟蹤等特點。森林火災(zāi)、干旱及洪澇是伊春林區(qū)林業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要災(zāi)害，迅速、及時掌握災(zāi)害發(fā)生的時空特點，變被動為主動地指導(dǎo)救災(zāi)，盡可能地減少災(zāi)害造成的損失，在當(dāng)前氣象服務(wù)中具有十分重要的意義。

利用衛(wèi)星遙感進(jìn)行各種探測和監(jiān)測，具有宏觀、客觀、經(jīng)濟(jì)等很多優(yōu)點。因為它站得高，看得遠(yuǎn)，能看見森林深處的火情。在森林防火方面，衛(wèi)星遙感的作用也功不可沒。

2 技術(shù)體系建設(shè)

衛(wèi)星遙感技術(shù)在伊春市的應(yīng)用始于2000年，目前擁有EOS極軌氣象衛(wèi)星接收設(shè)備，可以接收到美國NOAA系列、中國風(fēng)云系列等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。主要進(jìn)行森林火災(zāi)監(jiān)測，2004年10月，黑河境內(nèi)發(fā)生草原火災(zāi)，并且開始向伊春市境內(nèi)蔓延，我們利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測到這一火情之后，及時采取行動，組織撲救，把損失減少到最小。

3 衛(wèi)星遙感的主要應(yīng)用

開展了遙感信息的應(yīng)用研究。主要內(nèi)容包括火情監(jiān)測、正在研究的水體監(jiān)測、植被監(jiān)測、干旱監(jiān)測、積雪監(jiān)測等。在火情監(jiān)測的研究中，把衛(wèi)星與地面資料結(jié)合，發(fā)揮了地、縣級掌握大量地面信息的優(yōu)勢。

3.1 火情監(jiān)測

森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助較為困難的自然災(zāi)害。伊春市屬林區(qū)，林業(yè)施業(yè)區(qū)達(dá)4萬hm2，森林覆蓋率74%，森林火災(zāi)是威脅伊春市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。幾年來，尤其是2003年春季“阿廷河森林火災(zāi)”和2004年秋季“紅星、烏伊嶺、嘉蔭森林火災(zāi)”都造成了較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。利用極軌衛(wèi)星遙感圖象，可明確觀察到森林火點位置，并可以連續(xù)監(jiān)視火勢蔓延情況和發(fā)展趨勢，變被動為主動地指導(dǎo)滅火、救災(zāi)，盡可能地減少火災(zāi)造成的損失，保護(hù)國家的森林資源。

3.2 洪澇監(jiān)測系統(tǒng)（水體監(jiān)測系統(tǒng)）

當(dāng)洪澇發(fā)生時，充分發(fā)揮遙感視域廣闊、觀測面積大、不受地域限制優(yōu)勢，可及時提供洪澇范圍、洪澇位置圖以及受災(zāi)面積計算。氣象衛(wèi)星監(jiān)測洪澇最主要的環(huán)節(jié)是對資料中水體的識別。AVHRR通道資料的星下點分辨率為1.1 km，而大范圍洪澇發(fā)生時，泛濫面積常達(dá)數(shù)百甚至上千km2，涉及圖象上成百上千個象元。為確定洪澇區(qū)域的范圍和面積，需要對該區(qū)域所有資料點用計算機(jī)逐個掃描。根據(jù)通道2資料水陸邊界明顯的特點,可以用人機(jī)交互方式確定水體判識的反射率門檻值，然后由計算機(jī)對該區(qū)域的資料值進(jìn)行掃描處理。高于此門檻值的將被認(rèn)為是陸地，低于此門檻值的將被認(rèn)為是水體。

3.3 植被監(jiān)測

植被對氣象衛(wèi)星可見光和近紅外光的吸收與反射有著截然不同的反應(yīng)，吸收與反射的對比情況取決于植被的類型，也取決于植被的生長狀況和生態(tài)背景，利用極軌氣象衛(wèi)星第1、第2兩個通道的反射光譜數(shù)據(jù)可以定義出歸一化植被指數(shù)。

極軌衛(wèi)星的第1通道（0.58～0.68 μm）和第2通道（0.725～1.1μm）則處在紅光和近紅外波段范圍內(nèi)。常用的植被指數(shù)有：

NDVI稱為歸一化植被指數(shù)，RVI稱為比值植被指數(shù)；CH1、CH2分別為AVHRR第1、2通道的反射率。

3.4 積雪監(jiān)測

積雪監(jiān)測在目前所應(yīng)用的衛(wèi)星資料中一般采用兩種方法：

（1）利用AVHRR 5個觀測通道的數(shù)據(jù)（不包括1.6μm），通過多通道判識法，區(qū)分云和雪，提取積雪信息，計算積雪覆蓋面積，并生成黑白和彩色圖像。在AVHRR 5個觀測波段中，由于云和雪在可見光和紅外波段都具有相似的光譜特征，因此，云是積雪監(jiān)測的最大“干擾”，僅利用單通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行云、雪判識是非常困難的。利用多通道的觀測信息，充分考慮各通道對云和雪的光譜響應(yīng)特性，選擇適當(dāng)?shù)呐凶R因子和門限值，完成云和積雪的判識，從復(fù)雜的衛(wèi)星數(shù)據(jù)中，提取積雪信息。

（2）利用CH1、CH4和積雪指數(shù)（NDSI=（CH1-CH3 （1.6μm）/（CH1+CH3）來判識積雪。CH3A（1.6μm）通道數(shù)據(jù)針對積雪和云有不同的反射特性，比較容易區(qū)分云和雪。

4 系統(tǒng)的組成

伊春市衛(wèi)星遙感綜合應(yīng)用系統(tǒng)由3個部分組成：信息采集系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)、產(chǎn)品生成和應(yīng)用系統(tǒng)。

4.1 信息采集系統(tǒng)

信息采集系統(tǒng)以遙感信息為主，具有客觀、動態(tài)、快速的特點，地面監(jiān)測信息是遙感信息的輔助。目前，伊春市氣象臺已經(jīng)完成與營林氣象哨所的聯(lián)網(wǎng)工作，實現(xiàn)了資料共享。伊春氣象部門所屬各氣象站及營林部門所屬各氣象哨將基本氣象要素逐日傳到服務(wù)器上，在服務(wù)器上實現(xiàn)資料入庫工作，這樣可廣泛地掌握全市各地的地面氣象要素情況。把遙感資料與地面監(jiān)測相結(jié)合，既保證了監(jiān)測應(yīng)用的可靠性、科學(xué)性和先進(jìn)性，又突出體現(xiàn)了各區(qū)局擁有大量的、及時的地面信息的優(yōu)勢。多樣化的信息源，即保證了分析的準(zhǔn)確性，也有廣泛的代表性，可應(yīng)用于多個方面的研究。

4.2 衛(wèi)星遙感監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)

衛(wèi)星遙感監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)由林火監(jiān)測系統(tǒng)、植被指數(shù)監(jiān)測、洪澇監(jiān)測系統(tǒng)、積雪監(jiān)測系統(tǒng)等部分組成（見圖1）。

圖1 衛(wèi)星遙感監(jiān)測預(yù)報系統(tǒng)流程圖

4.3 產(chǎn)品制作與發(fā)布系統(tǒng)

產(chǎn)品制作與發(fā)布系統(tǒng)首先是一個通信網(wǎng)絡(luò)，它通過網(wǎng)絡(luò)將所有的業(yè)務(wù)產(chǎn)品連接在一個統(tǒng)一的服務(wù)平臺上；作為一個信息發(fā)布平臺，它可以為業(yè)務(wù)運行，科研管理，決策服務(wù)及時準(zhǔn)確的提供各種產(chǎn)品。從更深的層次來看，這個系統(tǒng)不僅僅局限于業(yè)務(wù)部門的信息交換，而且可以通過互聯(lián)網(wǎng)將服務(wù)產(chǎn)品以web頁形式放到伊春氣象局網(wǎng)站上，對相關(guān)用戶提供密碼訪問方式。

1002－252X（2011）03－0024－02

2011－6－6

賀敬（1973-），女，黑龍江省五常市人，齊齊哈爾大學(xué)，本科生，工程師.