（攝影測量與遙感專業(yè)論文）基于RS和GIS的森林火險(xiǎn)等級(jí)預(yù)報(bào)研究.pdf

摘要 森林是人類的寶貴資源，森林火災(zāi)是破壞森林資源的重要因素之 一，我國是一個(gè)森林火災(zāi)頻繁發(fā)生且森林資源匱乏的國家，鑒于我國 森林資源的實(shí)際狀況和森林火災(zāi)的嚴(yán)重危害性，加強(qiáng)森林火險(xiǎn)預(yù)測預(yù) 報(bào)和火災(zāi)監(jiān)測工作，對(duì)于提高我國的森林覆蓋率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人 民生命財(cái)產(chǎn)安全，都具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文將r s 和g i s 技術(shù)結(jié)合在一起進(jìn)行森林火險(xiǎn)的預(yù)測預(yù)報(bào)和火 災(zāi)監(jiān)測研究，從森林火環(huán)境的森林可燃物、氣象要素、地形影響因素 出發(fā)，選取可燃物類型、可燃物濕度、氣溫、相對(duì)濕度、坡度、坡向、 海拔等若干主要因子，利用這些因子構(gòu)建了三個(gè)劃分火險(xiǎn)等級(jí)的指 數(shù)：( 1 ) 地形危險(xiǎn)指數(shù)( t d i ) 一由坡度、坡向、海拔計(jì)算；( 2 ) 天 氣危險(xiǎn)指數(shù)( w d i ) 一由空氣溫度、相對(duì)濕度計(jì)算；( 3 ) 可燃物危險(xiǎn) 指數(shù)( f p i ) 一由可燃物類型( 可簡單分為死、活可燃物) 中的死、活 可燃物濕度計(jì)算。用m o d i s 遙感數(shù)據(jù)反演獲得氣溫，相對(duì)濕度，死、 活可燃物濕度等因子；g i s 數(shù)據(jù)主要是利用其獲取研究區(qū)的植被分 布類型及生成d e m ，獲得坡度、坡向、高程等因子。選取黑龍江和湖 南省等地為此次的研究區(qū)域，將獲得的t d i 、w d i 、f p i 指數(shù)等相關(guān)信 息進(jìn)行分析研究，結(jié)果表明，這三個(gè)指數(shù)與火險(xiǎn)的等級(jí)有著密切的關(guān) 系，適合于應(yīng)用到我國火險(xiǎn)等級(jí)的劃分中。 根據(jù)火點(diǎn)輻射與背景輻射的差異及m o d i s 數(shù)據(jù)火災(zāi)監(jiān)測原理， 利用m o d i s 數(shù)據(jù)2 2 通道( 火點(diǎn)輻射) 和31 通道( 背景輻射) 亮溫 構(gòu)建一個(gè)火點(diǎn)指數(shù)f i ；根據(jù)只有當(dāng)植被覆蓋率達(dá)到一定程度時(shí)才會(huì)發(fā) 生火災(zāi)的情況，應(yīng)用歸一化植被指數(shù)( n d v i ) 對(duì)其火點(diǎn)提取精度進(jìn) 行了修正，去除了因地表不是植被或植被稀少而不足以引發(fā)火災(zāi)的區(qū) 域，有效減少了因裸土或“城市熱島 效應(yīng)引起的誤判。針對(duì)黑龍江 省2 0 0 4 年1 0 月1 5 日發(fā)生的特大森林火災(zāi)的情況，提取了幾種地物 的f i 、n d v i 值，分析了f i 、n d v i 值與不同地表類型的關(guān)系。經(jīng)過 分析，相對(duì)于m o d i s 絕對(duì)火點(diǎn)識(shí)別算法，火點(diǎn)指數(shù)f i 法在提取精度 及提取速度上都有提高。 關(guān)鍵詞森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)，地形危險(xiǎn)指數(shù)，天氣危險(xiǎn)指數(shù)，潛在火險(xiǎn)指 數(shù)，森林火災(zāi)監(jiān)測 a b s t r a c t i nr e c e n ty e a rf o r e s tf i r eh a sb e c o m ean a t i o n a ld i s a s t e rf o rc h i n a b e c a u s eo fi t so nb i o d i v e r s i t y , l a n d s c a p e h e a l t ha n de c o n o m i cl o s s e s t h e s t u d yh a sd e v e l o p e dam o d e lu s i n gt h ei n t e g e a t i o no fr e m o t es e n s i n ga n d g i st o p r o d u c ef i r e r i s ki d e xm a p sw h i c hc o u l db em o d i f l e d i n t e r a c t i v e l yw i t hc h a n g i n gw e a t h e rc o n d i t i o n t h em o d e lr e i d e do nt h r e e s u b - i n d i c e s 一( i ) t o p o g r a p h i cd a n g e ri n d e x ( t d i ) ( i i ) w e a t h e rd a n g e r i n d e x ( w d i ) a n d ( i i i ) f u e l d a n g e ri n d e x ( f p i ) t h et d lw a sc o m p u t e db a s e d o nt w op a r a m e t e r s s l o p e ，a s p e c ta m de l e v a t i o nw h i c h w a sg e n e r a t e df r o m ad e m t h e d 1w a sc a l c u l a t e df r o mt h er a t i oo fm e a nm a x i m u ma i r t e m p e r a t u r et om e a nm a x i m u ma i rr e l a t i v eh u m i d i t y i nt h ed e v e l o p m e n t o ft h ef p it h er e s e a r c hh a sa d o p t e dt h ei n t e g r a t i o no f d i g i t a lc l a s s i f i c a t i o n p r o d u c to ft h et a s s e l e dc a pt r a n s f o r m e d ( t c t ) d a t a s e t sa n dt h ef o r e s t c a n o p yd e n s i t ym a pw h i c hg a v eas i g n i f i c a n t l ym o r ea c c u r a t ef u e lt y p e m a po f t h es t u d ya r e a t h ei n d e xr a t i n g so ft h ef u e lt y p e sc o n f o r m e dt ot h e p r i n c i p l e sa d o p t e d i n“f o r e s tf i r e p r e v e n t i o n a n d c o n t r o l p r o j e c t ( a n d e r s o n ，e t a l ，19 9 9 ，f f p c p , 19 9 6 ) i m p l e m e n t e d i nc h i n a t h e r e s e a r c hf i n d i n gi sas i g n i f i c a n tm il e s t o n ei nm a c r e se f f o r tt o w a r d s d e v e l o p i n gat o t a lf o r e s tf i r em a n a g e m e n ts y s t e m t h e p r e s e n t r e s e a r c hi n t e n d st oi n t r o d u c et h ea u t h o r s f i r e - m o n i t o r i n gm e t h o do ff p i n d v i o raf i r ep o i n ti n d e ) 【- f p ii n d e xb y u s i n gt h ef i r ep o i n tr a d i a t i o nm o d i sd a t aa n dt h e2 2c h a n n e l sa sw e l la s t h e31c h a n n e l s ( b a c k g r o u n dr a d i a t i o n ) a c c o r d i n gt ot h ef i r e - m o n i t o r i n g p r i n c i p l ea n dt h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h eb a c k g r o u n dr a d i a t i o na n df i r e p o i n tr a d i a t i o n ，f i r ea c c i d e n t sc a nt a k ep l a c e u s u a l l yo n l yw h e nt h e v e g e t a t i o nc o v e r a g er e a c h e sac e r t a i ne x t e n t i ti sj u s tf o rt h i sr e a s o nt h a t w eh a v er e v i s e dt h ec o n d i t i o n so ft h ef i r e o c c u r r e n c ea n de x c l u d e dt h e p o s s i b i l i t i e so ff i r e c a u s i n gd i s a s t e r sb yr e m o v i n gt h ea r e a sw i t hn o v e g e t a t i o na n dt h ep l a c e sw i t hs c a r c ev e g e t a t i o n ，f o ri t i sn e c e s s a r yt o r e m o v et h el i a b i l i t yf o rt h eb a r es o i lo rt h eu r b a nt h e r m a l i s l a n d st og e to n f i r e b yt a k i n gt h ef i r et h a tt o o kp l a c ei nh e i l o n g ji a n gp r o v i n c eo no c t 15 ，2 0 0 4 ，a sa ne x a m p l e ，i np a r t i c u l a r , t h i sp a p e rh a sd r a w naf e wk i n d s o fg e o g r a p h i c a lf e a t u r e so ft h ep r i n c i p l ea n da n a l y z e dt h ev a l u e so fn d v i a sw e l la st h er e l a t i o n sb e t w e e nt h ed i f f e r e n ts u r f a c et y p e s n e x t ，w eh a v e t a k e nc l o u da st h eb i g g e s tf a c t o rt h a th e l p st od e f i n ef p ia n dt h en d v i t h r e s h o l dv a l u ew i t ht h ev e g e t a t i o nb e i n gt h ek e yf a c t o ri n f l u e n c i n gt h e f i r eb u r n i n g t h r e es t r o n gp o i n t sc a l lb ef o u n di nt h eu s eo fm o d i s a b s o l u t ef i r ep o i n tr e c o g n i t i o na l g o r i t h m ，i tc a l lb ec o n c l u d e dt h a tt h e s u g g e s t e dm e t h o do fo u r sh e l p st oe n h a n c ei t sm o n i t o r i n gp r e c i s i o nw i t h g r e a t e re x t r a c t i o ns p e e d k e yw o r d sf o r e s tf i r ed i s a s t e ra s p e c t ，t o p o g r a p h i cd a n g e ri n d e x ， w e a t h e r d a n g e ri n d e x ，p o t e n t i a lf i r ei n d e ， f o r e s tf i r ei d e n t i f y i i i 原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作 及取得的研究成果。盡我所知，除了論文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外， 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南 大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對(duì)本 研究所作的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。 作者簽名：! 娶盤螢日期：塑旦3 年三月笪日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán) 保留學(xué)位論文并根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文，允許學(xué)位 論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用 復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研究所 將本學(xué)位論文收錄到中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公 眾提供信息服務(wù)。 作者簽名：啦 導(dǎo)師簽名駐地日期：等年工月面 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 第一章緒論 1 1 課題研究的意義與目的 森林是人類的寶貴資源，森林火災(zāi)是破壞森林資源的重要因素之一，我國是 一個(gè)森林火災(zāi)頻繁發(fā)生且森林資源匱乏的國家，鑒于我國森林資源的實(shí)際狀況和 森林火災(zāi)的嚴(yán)重危害性，加強(qiáng)森林火險(xiǎn)預(yù)測預(yù)報(bào)工作，對(duì)于提高我國的森林覆蓋 率、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，都具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。 森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地自然生態(tài)系統(tǒng)中最大的生態(tài)系統(tǒng)，它在整個(gè)自然界中的 動(dòng)態(tài)平衡中具有重要的作用，給人類的生產(chǎn)生活帶來各種各樣的益處。森林通過 光合作用吸收二氧化碳和放出人類及其他生物賴以生存的氧氣。森林還可以保持 水土、美化景觀、降低風(fēng)速、減少噪音、保護(hù)自然；凈化空氣、保護(hù)環(huán)境；娛樂 保健、有益健康；提高水質(zhì)、涵養(yǎng)水源；調(diào)節(jié)氣候、發(fā)展農(nóng)業(yè)；提供木材、發(fā)揮 經(jīng)濟(jì)。我國森林資源的特點(diǎn)：森林資源分布不均衡，主要分布在東北、西南 等人口稀少地區(qū)；樹種結(jié)構(gòu)不合理，用材林多，防護(hù)林少，針葉林多，闊葉林 少；特別是東北和西南部分地區(qū)，多為易燃性強(qiáng)的針葉林南方九省中幼林多， 成熟林少，一旦發(fā)生森林火災(zāi)，就會(huì)給森林帶來滅頂之災(zāi)他1 。 森林火災(zāi)屬于世界性、跨國性的自然災(zāi)害，對(duì)森林的破壞性極大，危害極深， 造成的經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)嚴(yán)重。林火不僅燒毀森林，降低林分密度，而且破壞森林結(jié) 構(gòu)，降低森林的利用價(jià)值。林火燒死幼苗、幼樹，延長森林更新期；被燒的林地 表土巖石裸露，很多地方變成荒山禿嶺，森林難以恢復(fù)；強(qiáng)烈的火災(zāi)不僅燒毀森 林，破壞郁閉度，燒毀地被物，使土壤裸露，而且大大降低了森林保持水土、涵 養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣候的作用：林火使森林貯存的大量能量突然釋放，破壞了森林生 態(tài)系統(tǒng)，造成生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物因子、生態(tài)因子的混亂，需要經(jīng)過幾十年或更長時(shí) 間才能恢復(fù)b 。 據(jù)概略的統(tǒng)計(jì)，在2 0 0 0 年以前世界每年發(fā)生森林火災(zāi)約2 2 萬次以上，燒毀 的各種森林約占全球森林總面積的0 2 3 以上。2 0 0 2 年1 0 月在墨西哥舉行的“新 千年森林火災(zāi)研究國際研討會(huì) 預(yù)測，隨著地球變暖的趨勢，今后5 0 年內(nèi)全球 發(fā)生的森林火災(zāi)將會(huì)增加。森林火災(zāi)不僅燒毀大最的森林資源，破壞自然環(huán)境和 生態(tài)平衡，而且會(huì)嚴(yán)重影響人類的正常生活，甚至給人類帶來災(zāi)難性的損失。森 林火災(zāi)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)破壞性的影響有可能長達(dá)幾十到數(shù)百年，而至于某些珍稀植物 與動(dòng)物的毀滅則永遠(yuǎn)無法恢復(fù)。我國是一個(gè)森林火災(zāi)多發(fā)的國家，由于我國國土 遼闊、地形復(fù)雜多樣，各地氣候千差萬別，致使森林火災(zāi)頻發(fā)，由此造成的經(jīng)濟(jì) 損失居高不下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1 9 5 0 一1 9 9 7 年全國共發(fā)生森林火災(zāi)6 7 6 萬次，平均每 年發(fā)生森林火災(zāi)1 4 3 萬次，平均受災(zāi)森林面積8 2 2 萬h a ，年均森林受害率為 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 0 6 3 ，大約占世界每年火災(zāi)次數(shù)的1 4 ，年均受害森林面積為世界的2 0 。 因此研究森林火災(zāi)的遙感探測方法提高火點(diǎn)探測精度，探索新型先進(jìn)的森林火險(xiǎn) 預(yù)報(bào)模型改善預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，對(duì)于作好森林火災(zāi)預(yù)防，及時(shí)盡早發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，快速高 效進(jìn)行撲救具有十分重要的意義。衛(wèi)星遙感監(jiān)測利用了衛(wèi)星的時(shí)間分辨率高、覆 蓋面積廣等特點(diǎn)在森林防火中得到極大的應(yīng)用，大大提高了對(duì)森林干旱、火災(zāi)監(jiān) 測和預(yù)報(bào)能力，有效避免了常規(guī)監(jiān)測手段在時(shí)間、空間上的不足，為確定災(zāi)害特 征及開展減災(zāi)技術(shù)的研究，進(jìn)一步做好森林防火工作提供了極具潛力的技術(shù)支撐 f 3 ) o 該課題研究的目的正是在現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上，利用實(shí)時(shí)的m o d i s 遙感 數(shù)據(jù)對(duì)森林火災(zāi)進(jìn)行預(yù)警研究分析，低成本、高效率，直觀準(zhǔn)確的對(duì)現(xiàn)在的火險(xiǎn) 等級(jí)和已經(jīng)發(fā)生的森林火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測研究，將生成的火險(xiǎn)等級(jí)在森林防火地理信 息系統(tǒng)中顯示，加上森林防火專題數(shù)據(jù)圖層，用來判斷高火險(xiǎn)等級(jí)所在位置的地 形、地貌性質(zhì)( 森林、草原、旱地或沼澤) ，為火險(xiǎn)預(yù)報(bào)等提供科學(xué)的依據(jù)。 1 2 所用的研究技術(shù)簡介 1 2 1 遙感( r s ) 技術(shù) 遙感就是不直接接觸物體，從遠(yuǎn)處通過探測儀接收來自目標(biāo)地物的電磁波信 息，經(jīng)過對(duì)信息的處理，識(shí)別地物的技術(shù)h 吲。它主要是指利用可見光、紅外、 微波等探測器，通過攝影或掃描、信息感應(yīng)、傳輸和處理，從而識(shí)別地面物質(zhì)的 性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的現(xiàn)代化技術(shù)體系。它包括呻吖1 ：空間信息采集系統(tǒng)( 包括遙 感平臺(tái)和遙感器) 地面接收和預(yù)處理系統(tǒng)( 包括輻射校正和幾何校正) 地面 實(shí)況調(diào)查系統(tǒng)( 如收集環(huán)境和氣象數(shù)據(jù)) 信息分析應(yīng)用系統(tǒng)，主要包括遙感數(shù) 據(jù)的變換、分類以及作為地理信息系統(tǒng)等其他應(yīng)用系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。 遙感技術(shù)的應(yīng)用范圍包括：陸地水資源調(diào)查、植被資源調(diào)查、地質(zhì)調(diào)查、城 市遙感調(diào)查、海洋資源調(diào)查、測繪、考古調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測和規(guī)劃管理等。在現(xiàn)代 森林資源調(diào)查中遙感圖像是空間數(shù)據(jù)源，它包括森林全貌和森林分布狀況等各種 信息，如樹種組成、樹高、樹冠覆蓋率和面積等指標(biāo)。通過對(duì)圖像的增強(qiáng)處理、 特征提取、模式識(shí)別等，使遙感圖像再現(xiàn)整體森林的空間分布。目前，世界上許 多國家都已經(jīng)發(fā)射了服務(wù)于不同目的的各種遙感衛(wèi)星，其遙感器的空間分辨率和 光譜分辨率也都各異，形成了從粗到細(xì)的對(duì)地觀測數(shù)據(jù)源系列，可以用于監(jiān)測從 土地利用、農(nóng)作物生長、植被覆蓋到洪水、森林火災(zāi)、環(huán)境污染等現(xiàn)象的信息及 其動(dòng)態(tài)變化。我國幅員遼闊，自然條件復(fù)雜，資源豐富，但長期以來缺乏詳細(xì)和 全面的各種資源調(diào)查。目前我國自然資源和環(huán)境狀況仍然沒有全面、普遍查清， 2 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第章緒論 這嚴(yán)重地影響了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。因此，查清我國的自然資源以滿足國民經(jīng)濟(jì)中 許多部門急切需要的各種數(shù)據(jù)和圖件資料，利用遙感技術(shù)這種先進(jìn)手段對(duì)資源與 環(huán)境進(jìn)行調(diào)查是十分必要和可行的。 1 2 2 地理信息系統(tǒng)( g is ) 技術(shù) 地理信息系統(tǒng)融合計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和數(shù)據(jù)庫于一體，用來存儲(chǔ)和處理空間信息 及其屬性信息準(zhǔn)確真實(shí)，借助其獨(dú)有的空間分析功能和可視化表達(dá)功能，進(jìn)行各 種輔助決策悃。通俗的說g i s 就是管理各種專題地圖和空間地理位置有關(guān)的數(shù)據(jù)， 并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行專題規(guī)劃、分析、地圖制圖、查詢檢索、數(shù)據(jù)采集、編輯處理 等功能的信息系統(tǒng)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大， 目前幾乎涵蓋社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活的各個(gè)方面，特別是在土地管理、資源環(huán)境、城市規(guī) 劃、測繪制圖等方面得到廣泛的應(yīng)用。 利用g i s 技術(shù)可以將不同的專題( 如森林防火、資源管理、植樹造林、經(jīng)營 采運(yùn)、病蟲害管理) 有機(jī)結(jié)合在一起，g i s 數(shù)據(jù)庫可以為不同專題提供基礎(chǔ)服務(wù)。 數(shù)據(jù)是g i s 系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的部分舊，利用計(jì)算機(jī)來提取、處理數(shù)據(jù)是g i s 的基本 功能。g i s 處理的數(shù)據(jù)分為兩類們：一類主要是和空間位置、空間關(guān)系有關(guān)的數(shù) 據(jù)，稱為空間數(shù)據(jù)；另一類是地理元素中非空間的屬性信息，稱為屬性數(shù)據(jù)。g i s 兩個(gè)顯著特征：一是它不僅可以像傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)( d b m s ) 那樣管理數(shù)據(jù) 和文字( 屬性) 信息，而且可以管理空間( 圖像) 信息；二是它可以利用各種空 間分析的方法，對(duì)多種不同的信息進(jìn)行綜合分析，尋求空間實(shí)體間的相互關(guān)系。 1 2 3g l s 和悠的集成 地理信息系統(tǒng)是用于分析和顯示空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，而遙感影像是空間數(shù)據(jù)的 一種形式，類似于g i s 中的柵格數(shù)據(jù)。因而，很容易在數(shù)據(jù)層次上實(shí)現(xiàn)地理系統(tǒng) 與遙感的集成。但是實(shí)際上，遙感圖像的處理和g i s 中柵格數(shù)據(jù)的分析具有較大 的差異，遙感圖像處理的目的是為了提取各種專題信息，其中的一些處理功能， 如圖像增強(qiáng)、濾波、分類以及一些特定的變換處理( 如陸地衛(wèi)星影像的k t 變換) 等，并不適用于g i s 中的柵格空間分析，目前大多數(shù)g i s 軟件也沒有提供完善的 遙感數(shù)據(jù)處理功能，而遙感圖像處理軟件又不能很好的處理g i s 數(shù)據(jù)，因此需要 實(shí)現(xiàn)g i s 和r s 的集成。 1 2 3 1 遙感數(shù)據(jù)作為地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源 數(shù)據(jù)是g i s 中最為重要的部分，而遙感提供了廉價(jià)的、準(zhǔn)確的、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)， 目前如何從遙感數(shù)據(jù)中自動(dòng)獲取地理信息依然是一個(gè)重要的研究課題，它包括線 3 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 以及其它地物要素的提??；d e m 數(shù)據(jù)的生成；土地利用變化以及地圖更新。 利用遙感數(shù)據(jù)更新空間數(shù)據(jù)庫，最直接的方式就是將糾正后的遙感圖像作為 背景底圖，并根據(jù)其進(jìn)行矢量數(shù)據(jù)的編輯修改。因?yàn)檫b感圖像可以視為一種特殊 的柵格數(shù)據(jù)，所以不難實(shí)現(xiàn)遙感和g i s 集成的工具軟件關(guān)鍵是提供非常方便 的柵格矢量數(shù)據(jù)相互操作和相互轉(zhuǎn)換功能，但是要注意的是，由于各種因素的 影響，使得從遙感數(shù)據(jù)中提取的信息不是絕對(duì)準(zhǔn)確的。此外，還要考慮尺度問題， 即遙感影像空間分辨率和g i s 數(shù)據(jù)比例尺的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 1 2 3 2 地理信息系統(tǒng)為遙感提供空間數(shù)據(jù)管理和分析的技術(shù)手段 r s 信息源主要來源于地物對(duì)太陽輻射的反射作用，識(shí)別地物主要依據(jù)r s 測 量地物灰度值的差異，有時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)“同物異譜 和“同譜異物”現(xiàn)象，但僅 用r s 數(shù)字圖像處理技術(shù)，解決這類問題難度較大，若將g i s 和r s 技術(shù)結(jié)合起來， 此類問題就易于解決。將g i s 作為遙感圖像的處理工具，可以在以下幾個(gè)方面增 強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)的圖像處理功能：幾何糾正和輻射糾正；圖像分類及對(duì)感興趣區(qū)域的提取。 g i s 可以將遙感圖像與已有的各種專題圖進(jìn)行匹配，將遙感圖像與各種專題圖疊 加在一起，可以根據(jù)圖像中火點(diǎn)的位置在地圖上準(zhǔn)確定位，并反映周邊的資源和 社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況。由此可以判斷造成災(zāi)害的可能性，以及造成災(zāi)害的后果n 2 。1 們。 1 2 3 3 地理信息系統(tǒng)和遙感圖像的結(jié)合方式 本系統(tǒng)采用的是g i s 和r s 的表面無縫結(jié)合( 如圖i - i 所示) 。r s 的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)為柵格數(shù)據(jù)，其幾何信息( 定位信息) 為其行、列數(shù)，而其屬性信息( 定性信 息) 為其灰度值，g i s 多為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)矢一柵轉(zhuǎn)化。因此，g i s 和r s 的結(jié)合過程主要就是數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、傳輸與配準(zhǔn)。所謂配準(zhǔn)是指r s 數(shù)據(jù)與g i s 中 圖形數(shù)據(jù)之間幾何關(guān)系的一致。為了便于管理，在具體實(shí)施中的結(jié)構(gòu)是r s 為g i s 的子系統(tǒng)，這種結(jié)構(gòu)更易于實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樵趃 i s 中增加?xùn)鸥駭?shù)據(jù)處理功能比在r s 中增加矢量數(shù)據(jù)處理、分析及數(shù)據(jù)庫管理功能更容易一些，邏輯上也更為合理 【1 5 - 1 6 】 圖i - ig i s 和r s 的表面無縫結(jié)合方式 4 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 1 2 4 數(shù)學(xué)方法 數(shù)學(xué)方法是運(yùn)用數(shù)學(xué)所提供的概念、處理方式及技巧，對(duì)所要研究的對(duì)象進(jìn) 行量的分析、描述和推導(dǎo)，以數(shù)學(xué)形式表達(dá)事物內(nèi)在聯(lián)系方法，具有定量性、抽 象性、預(yù)測性、精確性和適用性等特點(diǎn)。近些年來，信息論、系統(tǒng)論、控制論的 完善，計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，都大大促進(jìn)了數(shù)學(xué)的發(fā)展，而數(shù)學(xué)學(xué)科體系的完 善、學(xué)科內(nèi)容的豐富又為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供了更強(qiáng)有力的工具。森林火災(zāi)的定 量化分析評(píng)價(jià)、預(yù)測等方面都要用到數(shù)學(xué)方法( 如線性代數(shù)、概率分布與隨機(jī)過 程、數(shù)理統(tǒng)計(jì)與多元分析、集合論與圖論、模糊數(shù)學(xué)等) ，利用這些數(shù)學(xué)方法可 揭示森林火災(zāi)發(fā)生的客觀規(guī)律。目前在這方面的研究多處在數(shù)學(xué)加工和建立數(shù)學(xué) 模型階段，定性分析描述較多，定量分析和計(jì)算較少，因此還需要繼續(xù)不斷的深 入探討，創(chuàng)造新的數(shù)學(xué)工具和方法，以便用精確的數(shù)學(xué)語言表達(dá)森林火災(zāi)發(fā)生的 內(nèi)在規(guī)律，提高科學(xué)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，推動(dòng)森林火災(zāi)監(jiān)測工作的進(jìn)一步發(fā)展和完善。 1 3 國內(nèi)外研究狀況 林火預(yù)測預(yù)報(bào)是依據(jù)一些客觀要素，針對(duì)森林火災(zāi)的有關(guān)趨勢，采用一定的 數(shù)理方法所得出的預(yù)測。林火預(yù)測預(yù)報(bào)一般分為三種：即林火天氣預(yù)報(bào)、林火發(fā) 生預(yù)報(bào)和林火行為預(yù)報(bào)。林火預(yù)報(bào)還分為短期預(yù)報(bào)( 2 天以內(nèi)的天氣變化) 、中 期預(yù)報(bào)( 3 1 0 天) 和長期( 1 0 天以上) 預(yù)測預(yù)報(bào)。森林火險(xiǎn)天氣預(yù)報(bào)：森林 火險(xiǎn)天氣預(yù)報(bào)，僅預(yù)測天氣條件能否引起火災(zāi)的可能性，它不包括火源在內(nèi)。 林火發(fā)生預(yù)報(bào)：綜合考慮天氣條件的變化，可燃物干濕程度變化和森林可燃物類 型特點(diǎn)及火源出現(xiàn)的危險(xiǎn)等，來預(yù)測預(yù)報(bào)火災(zāi)發(fā)生的可能性，包括雷擊火和人為 火發(fā)生的可能性。林火行為預(yù)報(bào)：預(yù)報(bào)火災(zāi)發(fā)生后，預(yù)測預(yù)報(bào)林火蔓延速度、 能量釋放、火勢強(qiáng)度以及撲火難易程度。 正式的森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)在加拿大、澳大利亞和美國已經(jīng)有大約7 5 年的歷 史。我國研究森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)較晚，1 9 5 5 年才開始。早期的火險(xiǎn)預(yù)報(bào)主要是利用 氣象數(shù)據(jù)和地面觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行，遙感技術(shù)應(yīng)用的很少。上世紀(jì)八十年代開始，伴 隨著以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，遙感技術(shù)逐步進(jìn)入火險(xiǎn)預(yù)報(bào)領(lǐng) 域。在世界范圍內(nèi)，火險(xiǎn)等級(jí)的應(yīng)用已成為越來越多的有林國家林火管理的有力 工具。國際上許多國家的林火研究工作者，從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)場觀測做了大量的工作。 它們通過不同的途徑和方法，摸索到許多規(guī)律性的東西，獲得許多有實(shí)用價(jià)值的 寶貴經(jīng)驗(yàn)，取得了可喜的成績。林火預(yù)報(bào)的研究和應(yīng)用在西方發(fā)達(dá)國家至少要比 中國早3 0 年。我國目前林火預(yù)報(bào)無論是從研究角度還是從應(yīng)用角度都與美國、 加拿大等國有較大差距。 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論 林火預(yù)報(bào)是在天氣預(yù)報(bào)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性直接影響林火預(yù) 報(bào)的準(zhǔn)確性。但林火預(yù)報(bào)有其本身的特點(diǎn)，要充分估計(jì)到地形地貌、可燃物的干 濕程度、可燃物類型特點(diǎn)以及火源等。所以天氣預(yù)報(bào)不能代替林火預(yù)報(bào)。一般林 火預(yù)報(bào)由氣象站( 局) 結(jié)合林業(yè)部門共同進(jìn)行。有條件的地方，林業(yè)部門可以設(shè) 立觀測站點(diǎn)，專門進(jìn)行林火預(yù)報(bào)。 在利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行森林火險(xiǎn)監(jiān)測與評(píng)估方面，美國、加拿大、西班牙及澳 大利亞等國走在世界的前列。p a l t r i d g e ( 1 9 8 8 ) 利用n o a a a v h r r 圖像數(shù)據(jù)對(duì) 澳大利亞的草原干燥度及潛在火險(xiǎn)進(jìn)行了監(jiān)測和評(píng)估；l o p e z ( 1 9 9 1 ) 8 利用 n o a a a r r 圖像數(shù)據(jù)對(duì)西班牙的森林火險(xiǎn)進(jìn)行了監(jiān)測和評(píng)價(jià)，l o p e z ( 2 0 0 2 ) 鍆 將可燃物類型圖、遙感數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，利用潛在火險(xiǎn)指數(shù)f p i ( f i r e p o t e n t i a li n d e x ) 指數(shù)，對(duì)全歐洲進(jìn)行了森林火險(xiǎn)評(píng)價(jià)；c h u v i e c o ，e t a l ( 1 9 9 9 ， 2 0 0 2 ，2 0 0 3 ，2 0 0 4 ) 僻2 3 利用n o a a a r r 數(shù)據(jù)計(jì)算得到的n d v i 、地表溫度t s 和相對(duì)綠度r g r e 三個(gè)參數(shù)，對(duì)植物含水率進(jìn)行監(jiān)測并以此評(píng)估西班牙的森林火 險(xiǎn)。 國內(nèi)近年來也開始將遙感技術(shù)與g i s 技術(shù)應(yīng)用于森林火險(xiǎn)等級(jí)預(yù)報(bào)研究中。 易浩若等在1 9 9 8 年立項(xiàng)的“建立國家級(jí)森林火險(xiǎn)預(yù)報(bào)系統(tǒng)”中，將由a v h r r 數(shù) 據(jù)生成的植被指數(shù)應(yīng)用到該系統(tǒng)中，將其作為植被長勢的定量因子，從而實(shí)現(xiàn)了 動(dòng)態(tài)反映地表植被狀態(tài)。z h o u ( 2 0 0 3 ) 乜鍆利用m o d i s 數(shù)據(jù)生成的植被指數(shù)與氣 象數(shù)據(jù)相結(jié)合，對(duì)我國北方草原火險(xiǎn)等級(jí)預(yù)警方法進(jìn)行了研究。w a n g ( 2 0 0 4 ) 乜鍆， z h o u ( 2 0 0 4 ) 啪1 利用m o d i s 數(shù)據(jù)反演的植被指數(shù)、草的含水率及地表溫度來進(jìn)行 我國北方草原火險(xiǎn)等級(jí)預(yù)警監(jiān)測。郭廣猛( 2 0 0 4 ) 啪1 ，覃先林( 2 0 0 5 ) 乜7 刮利用 遙感與g i s 技術(shù)計(jì)算了火險(xiǎn)指數(shù)，并進(jìn)行森林火險(xiǎn)等級(jí)的分級(jí)，實(shí)現(xiàn)了從定性到 定量描述森林火險(xiǎn)等級(jí)。 1 4 論文研究的技術(shù)路線 ( 1 ) 收集、整理2 0 0 4 年全年e o s i v i o d i s 的影像資料，研究分析當(dāng)前的火險(xiǎn) 預(yù)報(bào)模型一美國f p i 火險(xiǎn)監(jiān)測模型； ( 2 ) 分析f p i 模型需要輸入的因子一活、死植被的濕度； ( 3 ) 植被的綠度為活植被的濕度提供有用的參照； ( 4 ) 細(xì)小死可燃物的濕度對(duì)火傳播至關(guān)重要，所以1 0 小時(shí)時(shí)滯可燃物濕度可 以代表死植被： ( 5 ) 利用m o d i s 數(shù)據(jù)反演相對(duì)濕度、溫度和植被覆蓋度： ( 6 ) 將各因子輸入f p i 模型中去，分析試驗(yàn)結(jié)果； ( 7 ) 將得到的火險(xiǎn)等級(jí)圖輸入到a r c g i s 中去，結(jié)合行政區(qū)劃數(shù)據(jù)得到各地區(qū) 6 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章緒論 的火險(xiǎn)等級(jí)分布圖。 研究的技術(shù)路線如圖 - 2 所示。 r 一一一一一一一一一一ir 一一一一一一一 笑博掣：掣：笆圈臣l i 氈黜冒 ，一、ilj t 。一一i 一一一一j l l l ，廣上、 ( 頸盤壘理) k ， |一- 一l 一一一一一一 一一，f 一一專一一一一一_ 一一一! i i 歸。吡植 ii 火點(diǎn) 被水指數(shù) 相對(duì)綠度 ii 地震溫度相對(duì)濕度 i i ( n d w i ) - l i ii l 一一上。一一一j 一一! i - 一一i 一一一一一；- 一 處 活可燃物濕度 死可燃物澎度 理 l 火險(xiǎn)預(yù)報(bào)模型 裕 止 ， 輸 森林火險(xiǎn)發(fā)生等級(jí) 出 圖1 - 2 研究的技術(shù)路線圖 7 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章研究區(qū)和數(shù)據(jù)的選取處理 第二章研究區(qū)和數(shù)據(jù)的選取處理 2 1 研究區(qū)概況 2 1 1 自然地理概況 論文研究以黑龍江省為實(shí)驗(yàn)區(qū)。黑龍江省位于我國的東北部，地處北緯 4 3 。2 6 5 3 。3 3 7 n ，東經(jīng)1 2 1 。1 0 - 1 3 5 。5 1 7 e 之間，全省面積4 5 3 9 萬k m 2 ， 占我國國土總面積的4 7 ，居全國第6 位，耕地面積8 8 6 7 萬h m 2 ，居全國第1 位。 畜牧草原、草坡5 0 7 7 萬h m 2 ，是全國1 0 個(gè)擁有大草原的省份之一啪1 。 2 1 2 森林火災(zāi)概況 由于我國的森林資源分布極不平衡，主要分布在東北、西南和南方等地區(qū)， 而森林資源主要分布區(qū)常常也是我國森林火災(zāi)多發(fā)區(qū)。我國幅員遼闊，各林區(qū)間 氣候、植被、地形地勢以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況差異大，因而各林區(qū)森林火災(zāi)發(fā)生規(guī)律 也不盡相同。黑龍江大興安嶺、小興安嶺是東北林區(qū)森林分布最集中的地帶。該 林區(qū)東西跨度近2 0 度，氣候條件很不一致，從北到南，隨氣溫變化，可分為寒溫 帶、溫帶和暖溫帶；從東到西，隨水分的變化可分為濕潤區(qū)、半濕潤區(qū)和半干旱 區(qū)，相應(yīng)的植被從北到南有寒溫帶針葉林、溫帶闊葉混交林和暖溫帶落葉闊葉林； 從東到西有森林、草甸草原( 森林草原) 和典型草原。東北大興安嶺以興安落葉 松為主的針葉林，小興安嶺一帶紅松闊葉林為該地區(qū)的地帶性植被。 東北林區(qū)森林火災(zāi)的特點(diǎn)概括為以下四個(gè)方面【3 i 】：森林火災(zāi)次數(shù)少、面 積大：東北林區(qū)的森林火災(zāi)次數(shù)明顯少于全國其它林區(qū)。但由于林區(qū)氣候干旱， 春季風(fēng)大，森林面積大，經(jīng)營水平低，對(duì)林火控制能力弱，容易發(fā)生森林大火。 東北林區(qū)火災(zāi)面積約占全國森林過火面積的5 5 ，火災(zāi)受災(zāi)面積居全國第一位。 西北部火災(zāi)次數(shù)少、面積大，東南部火災(zāi)次數(shù)多、面積?。捍笈d安嶺林區(qū)為我 國高寒林區(qū)，屬大陸性氣候，春季干旱季節(jié)長，大風(fēng)天多，植被為寒溫帶針葉混 交林。林內(nèi)存在部分自然火源( 雷擊火) ，森林防火設(shè)施不足，個(gè)別地區(qū)數(shù)百里 無人煙，林區(qū)控制林火能力薄弱，一旦發(fā)生火災(zāi)就非常容易釀成大火或特大火災(zāi)。 東南部為山地，為海洋性氣候，屬濕潤區(qū)，氣候溫和；植被為寒溫帶針葉闊葉混 交林和暖溫帶落葉闊葉混交林，其燃燒性比寒溫帶針葉混交林要低得多。人1 ：3 密 度較大，交通方便，一旦發(fā)生火災(zāi)，比較容易控制，發(fā)生特大火災(zāi)可能性小。 春季火災(zāi)次數(shù)多、面積大，秋季火災(zāi)次數(shù)少、面積也?。荷只馂?zāi)集中在春季和 秋季。夏季為雨季，一般不發(fā)生火災(zāi)，但也有個(gè)別干旱夏季也發(fā)生過火災(zāi)。冬季 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第章研究醫(yī)和數(shù)據(jù)的選取處理 地面積雪覆蓋，溫度在0 。以下，一般不發(fā)生火災(zāi)。春季火災(zāi)多而面積大，一是春 季火災(zāi)季節(jié)長，般3 到4 個(gè)月：秋季火災(zāi)季節(jié)短一般為1 到2 個(gè)月。另一個(gè)原因是 由于春季積雪融化后枯草裸露極易著火，火燒地表枯草和溫?zé)釋涌葜β淙~，樹木 根系危害較輕，這時(shí)樹木還處在休眠狀態(tài)，對(duì)火燒不敏感。而秋季一般多為地表 火，但對(duì)樹木的危害嚴(yán)重，因?yàn)榇藭r(shí)樹木尚未完全休眠火容易燒傷干基和根基 加上火蔓延慢，持續(xù)時(shí)間長，因而火烈度大。森林大火、特大森林火災(zāi)較集 中：大火、特大森林火災(zāi)主要發(fā)生在大興安嶺地區(qū)和黑河地區(qū)，這些地區(qū)發(fā)生森 林太火的林種類型表現(xiàn)出寒溫帶針葉混交林最為嚴(yán)重，溫帶針葉林闊葉混交林次 之，暖溫帶落葉闊葉混交林較輕等特點(diǎn)；從地塊上來說，火災(zāi)面積最大的為草地 其次為次生林，最小的為原始林。 。篙移：萃 圍2 一i 各林區(qū)受災(zāi)面積占我國森林受競面積的百分比 2 2 研究采用的數(shù)據(jù)及處理軟件 22 1 研究采用數(shù)據(jù) 22 11m o d i s 數(shù)據(jù)特點(diǎn) m o d i s ( 中等分辨率成像光譜儀) 是美國國家航天航空局( n a s a ) 對(duì)地觀測計(jì) 劃( e o s ) 中用于觀測全球生物和物理過程的傳感器，分別搭載在t e r r a 和a q u a 衛(wèi)星 之上。m o d i s 數(shù)據(jù)波段范田廣，包括了3 6 個(gè)波段，數(shù)據(jù)空間分辯率包括了2 5 0 m 、 5 0 0 m 和1 0 0 0 m 三個(gè)尺度。這些數(shù)據(jù)均對(duì)地球科學(xué)的綜臺(tái)研究和對(duì)陸地、大氣和海 洋進(jìn)行分門別類的研究有較高的實(shí)用價(jià)值；此外，t e r r a 和a q u a 衛(wèi)星都是太陽同 步極軌衛(wèi)星，t e r r a 在地方時(shí)上午過境，a q u a 將在地方時(shí)下午過境。t e r r a 與a q u a 上的m o d i s 數(shù)據(jù)在時(shí)間更新頻率上相配合加上晚唰過境數(shù)據(jù)，對(duì)于接收m o d i s 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章研究區(qū)和數(shù)據(jù)的選取處理 數(shù)據(jù)來說，可以得到每天至少2 次白天和2 次黑夜的更新數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)更新頻 率，對(duì)實(shí)時(shí)地球觀測、應(yīng)急處理( 例如森林和草原火災(zāi)監(jiān)測和救災(zāi)) 和日內(nèi)頻率 的地球系統(tǒng)的研究有非常重要的實(shí)用價(jià)值b 羽。因此選擇m o d i s 數(shù)據(jù)來進(jìn)行火險(xiǎn)預(yù) 警研究。研究使用的m o d i s 數(shù)據(jù)是從n a s a 免費(fèi)下載的l 1 b 數(shù)據(jù)。 m o d i s 數(shù)據(jù)波段特征如表2 1 所示。 2 2 1 2m o d i s 數(shù)據(jù)分級(jí)產(chǎn)品 m o d i s 數(shù)據(jù)產(chǎn)品分級(jí)系統(tǒng)：m o d i s 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品分級(jí)系統(tǒng)由5 級(jí)數(shù)據(jù)構(gòu)成， 袁2 - 1m o d i s 數(shù)據(jù)波段特征 光譜范疇l 1 9 n m 通道信噪比分辨率 通道主要用途 2 0 3 6 p m 通道 n e t ( m ) 1 6 2 0 6 7 0 1 2 8陸地、2 5 0 2 8 4 1 8 7 62 0 1 云邊界 2 5 0 3 4 5 9 4 7 92 4 35 0 0 4 5 4 5 5 6 42 2 85 0 0 陸地、 5 1 2 3 0 1 2 5 07 45 0 0 云特征 6 1 6 3 8 1 6 5 22 7 55 0 0 7 2 1 0 5 2 1 3 51 1 05 0 0 8 4 0 5 4 2 0 8 8 0 1 0 0 0 9 4 3 8 4 4 8 8 3 8 01 0 0 0 1 04 8 3 4 9 38 0 21 0 0 0 海洋水色 1 15 2 6 5 3 67 5 41 0 0 0 浮游植物 1 25 4 5 5 5 67 5 01 0 0 0 生物地理 1 36 6 2 6 7 29 1 0 化學(xué) 1 0 0 0 1 46 7 3 6 8 31 0 8 71 0 0 0 1 57 4 3 7 5 35 8 61 0 0 0 1 68 6 2 8 7 75 7 61 0 0 0 1 78 9 0 9 2 01 6 71 0 0 0 1 89 3 1 9 4 15 7 大氣、水汽 1 0 0 0 1 9 9 1 5 9 6 52 5 01 0 0 0 2 0 3 6 6 0 3 8 4 0 ( p m ) 0 0 51 0 0 0 2 1 3 9 2 9 3 9 8 9 ( p m ) 2 0 0 地球表面和 1 0 0 0 2 23 9 2 9 3 9 8 9 ( u m ) 0 0 7 云頂溫度 1 0 0 0 2 3 4 0 2 0 4 0 8 0 ( u m ) 0 0 7 1 0 0 0 2 4 4 4 3 3 4 4 9 8 ( u m ) 0 2 51 0 0 0 大氣溫度 2 5 4 4 8 2 4 9 4 8 ( u m ) 0 2 51 0 0 0 l o 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文第二章研究區(qū)和數(shù)據(jù)的選取處理 2 6 1 3 6 0 1 3 9 0 ( i j m ) 1 5 0 41 0 0 0 2 7 6 5 3 5 6 8 9 5 ( p m ) 0 2 5 1 0 0 0 卷云、水汽 2 8 7 1 7 5 7 4 7 5 ( p m ) 0 2 5 1 0 0 0 2 9 8 4 0 0 8 7 0 0 ( p r o ) 0 0 51 0 0 0 3 0 9 5 8 9 9 8 8 0 ( p r o ) 0 2 5臭氧 1 0 0 0 地球表面和 3 1 1 0 7 8 0 1 1 2 8 0 ( p m ) 0 0 51 0 0 0 云頂溫度 3 2 1 1 7 7 0 1 2 2 7 0 ( p m ) 0 0 51 0 0 0 3 3 1 3 1 8 5 1 3 4 8 5 ( p m ) 0 2 51 0 0 0 3 41 3 4 8 5 1 3 7 8 5 ( i j m ) 0 2 51 0 0 0 云項(xiàng)高度 3 5 1 3 7 8 5 1 4 o b 5 ( p m ) 0 2 51 0 0 0 3 61 4 0 8 51 4 3 8 5 ( p m )0 3 51 0 0 0 它們分別是：o 級(jí)、1 級(jí)、2 級(jí)、3 級(jí)和4 級(jí)。 0 級(jí)數(shù)據(jù)：衛(wèi)星地面站直接接收到的、未經(jīng)處理的、包括全部數(shù)據(jù)信息在 內(nèi)的原始數(shù)據(jù)為0 級(jí)數(shù)據(jù)； 1 級(jí)數(shù)據(jù)：指l a 數(shù)據(jù)，已經(jīng)被賦予定標(biāo)參數(shù)； 2 級(jí)數(shù)據(jù)：指1 b 級(jí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過定標(biāo)后數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)產(chǎn)品是國際標(biāo)準(zhǔn)的 e o s h d f 格式?？捎蒙逃密浖? 如e n v i ) 直接讀??； 3 級(jí)數(shù)據(jù)：在l b 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)由遙感器成像過程產(chǎn)生的邊緣畸變( b o w t i c 效應(yīng)) 進(jìn)行校正，產(chǎn)生3 級(jí)產(chǎn)品； 表2 2m o d i s 產(chǎn)品命名 產(chǎn)品e s d t 、數(shù)據(jù)集名稱數(shù)據(jù)級(jí)別存檔中心 m o d 0 1 m o d 0 1 原始輻射率 l 1 ag s f c m o d 0 2 m o d 0 2 k m i k m 定標(biāo)輻射 l 1 bg s f c ( l 1 b 定位定標(biāo) m o d 0 2 h k m 5 0 0 m 定標(biāo)輻射 l 1 b 輻射率) m o d 0 2 q k m 2 50 定標(biāo)輻射 l i b m o d 0 2 0 b c 1 k m 星裁定標(biāo)和工程數(shù)據(jù) l 1 b m o d 0 3 m o d 0 3 1 k m 經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)l i a g s f c 4 級(jí)數(shù)據(jù)：由參數(shù)文件提供的參數(shù)，對(duì)圖像進(jìn)行幾何校正，輻射校正，使 圖像的每一個(gè)點(diǎn)都有精確的地理編碼、反射率和輻射率。4 級(jí)產(chǎn)品的 m o d i s 圖像進(jìn)行不同時(shí)相的匹配，誤差小于1 個(gè)像元。該級(jí)產(chǎn)品是應(yīng)用 中南大學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章研究區(qū)和數(shù)據(jù)的選取處理 級(jí)產(chǎn)品不可缺少的基礎(chǔ)； 5 級(jí)及以上產(chǎn)品：根據(jù)各種應(yīng)用模型開發(fā)5 級(jí)產(chǎn)品。 l 1 b 數(shù)據(jù)文件名的定義規(guī)則：該數(shù)據(jù)信息編碼采用2 3 位編碼，這2 3 碼分別 由字母及數(shù)字組成。它們的定義分別如下： 第1 位碼( 1 位數(shù)) ：衛(wèi)星名稱代碼，用英文字母表示。其中：a 為e o s 第 一顆上午星( t e r r a 衛(wèi)星) ，b 為e o s 第一顆下午星( a q u a 衛(wèi)星) ； 第2 - 4 位碼( 3 位數(shù)) ：傳感器名稱代碼，用英文字母m o d 表示，m o d 是 m o d i s 的縮寫： 第5 、6 位碼( 2 位數(shù)) ：數(shù)據(jù)級(jí)別定義代碼，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。其中， 0 1 為l 1 a 數(shù)據(jù)，0 2 為l i b 數(shù)據(jù)，0 3 為g e o l o c a t i o n 數(shù)據(jù)；二級(jí)以上數(shù)據(jù)編碼另 行規(guī)定； 第7 9 位碼( 3 位數(shù)) ：數(shù)據(jù)分辨率代碼，用數(shù)字和英文字母表示。其中， 1 k m 為l k m 分辨率數(shù)據(jù)，h k m 為5 0 0 m 分辨率數(shù)據(jù)，q i ( m 為2 5 0 m 分辨率數(shù)據(jù)，以 及o b c 數(shù)據(jù)。 第1 0 2 3 位碼( 1 4 位數(shù)) ：數(shù)據(jù)采集的年月日時(shí)分秒代碼，用阿拉伯?dāng)?shù)字 表示。其格式為年( 4 位數(shù))