亚马孙雨林还在烧？中科星图把森林火情看得清清楚楚

2019年8月30日

为解决当前森林火情监测面临的监测范围广、环境机理复杂、监测任务繁重、人力资源不足以及时效性较差等诸多问题，中科星图基于GEOVIS数字地球基础平台打造了生态环境卫星遥感监测分析平台，能够通过卫星遥感监测数据对地面森林及草原环境进行监测分析，结合数字地球基础地理数据可实现火情火点准确定位、及时分析、提前预警，推动火情监测向专业化、精准化方向迈进。

方案背景

一场森林火灾损失的不仅仅是生命财产的损失，还会对当地生态环境造成严重的破坏。森林一旦遭受火灾，最直观的危害是烧死或烧伤林木，一方面使森林蓄积下降，另一方面也使森林生长受到严重影响。森林是生长周期较长的再生资源，遭受火灾后，其恢复需要很长的时间。特别是高强度大面积森林火灾之后，森林很难恢复原貌，常常被低价林或灌丛取而代之。如果反复多次遭到火灾危害，还会成为荒草地，甚至变成裸地。

虽然我国森林总面积较少，但分布范围十分广阔，数百万平方公里地域内，森林覆盖度疏密不均。我国的草原更是非常辽阔，约占国土面积 40%。气象卫星遥感具有视野宽广、观测频次较密、对地面高温热源敏感的特点，已经在森林、草原火情监测及评估中发挥重要作用。为切实推动绿色发展，保护生态环境，解决森林火情监测分析难点问题，中科星图在GEOVIS数字地球基础平台基础上推出生态环境卫星遥感监测分析平台，通过卫星探测器资料提取火点信息，过火区信息，结合数字地球基础地理信息实现对森林火灾的监测和分析。

建设思路

中科星图卫星遥感监测分析平台火情监测功能主要利用 FY3/VIRR，NOAA/AVHRR，EOS/MODIS等具有中红外通道的气象卫星探测器资料，提取火点信息，估算亚像元火点面积，在GEOVIS数字地球基础平台地理信息数据支持下，判断火情类型，制作多通道火情监测图、火情监测专题图、火区信息列表等明火监测产品，用于森林草原火灾、秸秆焚烧火点等监测服务。该平台的过火区监测功能利用 FY3/MERSI，NOAA/AVHRR，EOS/MODIS 等气象卫星探测器资料，提取过火区信息，在地理信息数据支持下，按行政区划或土地利用类型评估森林草原火灾的影响面积。

系统架构

中科星图生态环境卫星遥感监测分析平台基于数字地球基础地理信息，结合卫星遥感监测分析应用业务，采用业务导向和业务驱动等领域技术，构建了一套具有良好扩展性、普适性的遥感应用业务架构平台，具体架构设计如下所示：

系统架构设计

如上所示，系统架构主要分为四层，分别为数据存取层、算法层、分析模型层、应用层。

数据层-主要负责对气象卫星遥感监测资料进行采集、格式转换及存储管理；

算法层-主要包含大气校正、辐射校正、正射/几何校正、增强/滤波、投影/坐标转换、拼接/镶嵌、裁切/分幅等数据处理算法，用于对原始数据进行处理；

模型集成框架-主要包含火情监测模型、变化检测模型、NDVI模型、回归分析模型、目标特性模型、路表温度反演、水体判识模型等，用以对数据进行分析推演目标产品。

应用层：

火情监测：利用极轨气象卫星火情监测主要使用AVHRR红外通道资料提取火点信息，估算亚像元火点面积，在地理信息数据支持下，判断火情类型；

过火区监测：利用气象卫星探测器资料，提取过火区信息，在地理信息数据支持下，判断过火区范围。

统计分析：支持对火情强度及过火区面积进行统计分析。

建设内容

中科星图生态环境卫星遥感监测分析平台平台可通过气象卫星探测资料，对探测图像信息进行处理，提取火点信息，火区信息并结合数字地球基础地理信息数据实现对森林火情的监测、过火区监测、火区面积统计分析。主要处理方法包括人机交互火点判识方法、计算机火点自动判识方法、亚像元火点面积和火点强度估算方法、过火区面积估算方法。