基于MODIS數(shù)據(jù)的火災(zāi)跡地課件

基于MODIS數(shù)據(jù)的火災(zāi)跡地

識(shí)別方法的研究

答辯人：譚明艷導(dǎo)師：陳晉教授2006年05月內(nèi)容簡(jiǎn)介引言GEMI-B指數(shù)基于火點(diǎn)和GEMI-B的火災(zāi)跡地自動(dòng)閾值識(shí)別方法火災(zāi)跡地的時(shí)間序列數(shù)據(jù)合成方法結(jié)論與討論內(nèi)容簡(jiǎn)介引言GEMI-B指數(shù)基于火點(diǎn)和GEMI-B的火災(zāi)跡地自動(dòng)閾值識(shí)別方法火災(zāi)跡地的時(shí)間序列數(shù)據(jù)合成方法結(jié)論與討論一、引言1.1研究背景和意義1.2國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展1.3研究目的1.4研究區(qū)域1.5研究數(shù)據(jù)1.1研究背景和意義自然火災(zāi)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)和生活生產(chǎn)造成了嚴(yán)重?fù)p失。植被生物量的燃燒對(duì)全球氣候環(huán)境和生物化學(xué)循環(huán)有重大影響。衛(wèi)星遙感技術(shù)的發(fā)展使得火災(zāi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)成為可能。1.3研究目的尋找能體現(xiàn)火災(zāi)跡地特征的新的植被指數(shù)；提出能迅速準(zhǔn)確地提取MODIS數(shù)據(jù)的火災(zāi)跡地的算法；發(fā)展能有效地表現(xiàn)火災(zāi)跡地特征的合成方法。1.4研究區(qū)域“5·21”蒙古國(guó)入境火（2003年5月21日－－2003年5月31日）。研究區(qū)域是位于中國(guó)和蒙古境內(nèi)的蒙古草原，屬大陸性溫帶草原氣候，年平均溫度-2℃~2℃，年降水量約300mm。研究區(qū)域－中蒙邊境MODIS草原火災(zāi)及火災(zāi)跡地面積擴(kuò)張圖（波段7、6、5作為RGB）

1.5研究數(shù)據(jù)MODIS的1~7波段反射率數(shù)據(jù)（空間分辨率為500m）MODIS第21、22、31波段（空間分辨率1km）數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍是2003年5月20日－5月31日

內(nèi)容簡(jiǎn)介引言GEMI-B指數(shù)基于火點(diǎn)和GEMI-B的火災(zāi)跡地自動(dòng)閾值識(shí)別方法火災(zāi)跡地的時(shí)間序列數(shù)據(jù)合成方法結(jié)論與討論二、GEMI-B指數(shù)2.1GEMI介紹2.2GEMI-B介紹2.3GEMI-B的圖像特征2.1GEMI介紹GEMI－－

（GlobalEnvironmentMonitoringIndex）GEMI原用于減少大氣影響和土壤背景，以增強(qiáng)NDVI的敏感性（Pintyand,Verstraete,1992）

GEMI介紹GEMI指數(shù)非常適于檢測(cè)植被在火災(zāi)前后的變化（Stroppiana,Pinnock,Pereira,Gregoire,2002）。經(jīng)過修正的GEMI指數(shù)（GEMI3）將GEMI中的紅光波段替換為NOAA/AVHRR的第3波段來提取火災(zāi)跡地（Barbosa,Gregoire,Pereira,1999）。GEMI-B介紹

－GEMI-B等值線圖和散點(diǎn)圖GEMI-B介紹

－GEMI-B與其它各種指數(shù)圖像的區(qū)分度比較內(nèi)容簡(jiǎn)介引言GEMI-B指數(shù)基于火點(diǎn)和GEMI-B的火災(zāi)跡地自動(dòng)閾值識(shí)別方法火災(zāi)跡地的時(shí)間序列數(shù)據(jù)合成方法結(jié)論與討論三、基于火點(diǎn)和GEMI-B的火災(zāi)跡地自動(dòng)閾值識(shí)別方法3.1方法介紹3.2流程圖3.3方法識(shí)別結(jié)果3.4精度驗(yàn)證3.1方法介紹根據(jù)每幅圖像的GEMI-B自動(dòng)計(jì)算一個(gè)參考GEMI-B均值和標(biāo)準(zhǔn)差通過被跡地包圍的火點(diǎn)像元為種子點(diǎn)開始向四周以3×3窗口增長(zhǎng)根據(jù)參考GEMI-B均值、參考標(biāo)準(zhǔn)差和窗口內(nèi)的GEMI-B均值、標(biāo)準(zhǔn)差來判斷跡地與非跡地像元3.2流程圖3.3方法識(shí)別結(jié)果3.4精度驗(yàn)證用TM圖像人工目視提取跡地面積，然后和本文方法的計(jì)算結(jié)果相比較。TM圖像－－LANDSAT-5衛(wèi)星，2003年6月2日的兩幅圖像，軌道位置分別為123/27和123/28。MODIS圖像－－2003年5月31上午10點(diǎn)。精度驗(yàn)證總體精度=96.8％Kappa=0.9332內(nèi)容簡(jiǎn)介引言GEMI-B指數(shù)基于火點(diǎn)和GEMI-B的火災(zāi)跡地自動(dòng)閾值識(shí)別方法火災(zāi)跡地的時(shí)間序列數(shù)據(jù)合成方法結(jié)論與討論4.1已有的合成方法

NIR最小值合成法（方法2）溫度最大值合成法（方法3）

NDVI最大值合成法（方法4）4.2基于GEMI-B的合成方法

GEMI-B最大值合成法（方法1）

GEMI-B前三大值中NIR最小值合成法（方法5）

NIR前三小中GEMI-B最大值合成法（方法6）

GEMI-B前三大值中溫度最大值合成法（方法7）溫度前三大值中GEMI-B最大值合成法（方法8）4.3合成效果圖方法1.GEMI-B最大值合成法方法2.NIR最小值合成法方法3.溫度最大值合成法方法4.NDVI最大值合成法方法5.GEMI-B前三大值中

NIR最小值合成法方法6.NIR前三小值中

GEMI-B最大值合成法方法7.GEMI-B前三大值中溫度最大值合成法方法8.溫度前三大值中

GEMI-B最大值合成法4.4合成方法評(píng)價(jià)指標(biāo)區(qū)分度（Discriminability）干擾的比例空間一致性（SpatialCoherency）傳感器天頂角（SensorZenith）綜合指數(shù)合成方法評(píng)價(jià)指標(biāo)－綜合指數(shù)將以上指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化到[0,1]區(qū)間，分別給予權(quán)重，按照下式計(jì)算出綜合指數(shù)F：

D為區(qū)分度，C為云和云的陰影的覆蓋度，T為平均紋理，A為平均傳感器天頂角，n表示標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)。4.5合成方法評(píng)價(jià)結(jié)果其中，GEMI-B前三大值中NIR最小值合成法（方法5）和GEMI-B前三大值中溫度最大值合成法（方法7）的合成效果最佳。4.6基于合成圖像的火災(zāi)跡地自動(dòng)識(shí)別使用方法5的合成圖像，總體精度達(dá)到97％，kappa系數(shù)為0.9482003年5月31日單日?qǐng)D像自動(dòng)識(shí)別的總體精度96.8％，kappa系數(shù)0.933內(nèi)容簡(jiǎn)介引言GEMI-B指數(shù)基于火點(diǎn)和GEMI-B的火災(zāi)跡地自動(dòng)閾值識(shí)別方法火災(zāi)跡地的時(shí)間序列數(shù)據(jù)合成方法結(jié)論與討論5.1結(jié)論GEMI-B指數(shù)不受薄云等大氣狀況的影響，適宜區(qū)分跡地像元與非跡地像元。自動(dòng)閾值識(shí)別方法能快速準(zhǔn)確地提取火災(zāi)跡地的面積，避免了人為設(shè)定閾值和使用固定閾值可能出現(xiàn)的局部誤判和漏判現(xiàn)象。結(jié)論采用時(shí)間序列合成數(shù)據(jù)可以有效提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理量小、簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)；基于GEMI-B的合成方法在識(shí)別跡地像元方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過常用的NDVI最大值合成法；本文涉及的合成方法中GEMI-B前三大值中NIR最小值合成法（方法5）的合成效果最佳。5.2討論引入火點(diǎn)作為初始種子，判斷火點(diǎn)產(chǎn)生的誤差