GB/T 42189-2022 衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則　火情（正式版）

ICS衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則火情國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會GB/T42189—2022 I Ⅱ 3術(shù)語和定義 4監(jiān)測數(shù)據(jù) 5監(jiān)測內(nèi)容 7火點強度 附錄A(資料性)火點判識和強度計算的主要衛(wèi)星遙感儀器通道參數(shù) 附錄B(資料性)過火區(qū)判識和面積計算的主要衛(wèi)星遙感儀器通道參數(shù) IGB/T42189—2022本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由中國氣象局提出。本文件由全國衛(wèi)星氣象與空間天氣標準化技術(shù)委員會(SAC/TC347)歸口。本文件起草單位：國家衛(wèi)星氣象中心、應(yīng)急管理部國家減災(zāi)中心、生態(tài)環(huán)境部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心、南方電網(wǎng)山火監(jiān)測預(yù)警中心。ⅡGB/T42189—2022衛(wèi)星遙感火情監(jiān)測是森林草原防火、秸稈焚燒治理、生物質(zhì)燃燒碳排放計算等工作的重要技術(shù)手識方法、火點強度計算方法和過火區(qū)面積計算方法等，致使衛(wèi)星遙感火情監(jiān)測結(jié)果可能存在較大的差1衛(wèi)星遙感監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則火情2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義像元pixel亞像元火點sub-pixelfire2GB/T42189—20224監(jiān)測數(shù)據(jù)用于火點判識和強度計算的主要衛(wèi)星遙感儀器通道參數(shù)見附錄A,用于過火區(qū)面積識別和計算的主要衛(wèi)星遙感儀器通道參數(shù)見附錄B。4.2輔助數(shù)據(jù)4.3數(shù)據(jù)前期處理衛(wèi)星數(shù)據(jù)應(yīng)經(jīng)過定位、定標和質(zhì)量檢查等處理，其中綠光、紅光和近紅外通道應(yīng)經(jīng)過太陽高度角4.3.2局域圖生成通道轉(zhuǎn)換為亮度溫度。局域圖大小宜根據(jù)監(jiān)測區(qū)范圍設(shè)定。5監(jiān)測內(nèi)容衛(wèi)星遙感火情監(jiān)測應(yīng)包括下列內(nèi)容：6火點判識3逐像元火點判識否是否滿足火點判識閾值是火點像元確認否是否完成對局域圖的火點判識是像元標記數(shù)據(jù)紅光通道反射率大于紅光通道反射率云區(qū)判識閾值且遠紅外通道亮度溫度值小于遠紅外通道亮度溫度云區(qū)判識閾值應(yīng)標記為云區(qū)像元，見公式(1)。RRED>RRED_CTH且TFIR<TFIR_CTH…………(1)紅光通道反射率云區(qū)判識閾值，以百分數(shù)表示(%),參考值為20%;TFIR——遠紅外通道亮度溫度值，單位為開爾文(K);近紅外通道反射率小于近紅外通道反射率水體判識閾值且近紅外通道反射率小于紅光通道反射率4GB/T42189—2022式中：RNIR——近紅外通道反射率值，以百分數(shù)表示(%);近紅外通道反射率水體判識閾值，以百分數(shù)表示(%),參考值為10%;RRED——近紅外通道反射率值，以百分數(shù)表示(%)。像元所在的土地覆蓋類型為荒漠區(qū)應(yīng)標記為荒漠區(qū)像元。中紅外通道亮度溫度小于中紅外通道亮度溫度低溫區(qū)判識閾值(參考值為265K)應(yīng)標記為低溫區(qū)像元。6.3.1.1目標像元周邊7×7像元鄰域 (3)式中：△TMIR——判斷疑似高溫像元的中紅外通道亮度溫度增量閾值，單位為開爾文(K),參考值為目標像元周邊7×7像元中晴空植被像元中紅外通道與遠紅外通道亮度溫度差異平6.3.1.2目標像元周邊7×7像元鄰域內(nèi)的非疑似高溫像元作為背景區(qū)像元。背景區(qū)像元數(shù)不足鄰域像元數(shù)的20%,鄰域擴大為9×9像元，11×11像元，…,直至81×81像元(參考值);仍達不到20%應(yīng)放棄這一目標像元的判識處理。6.3.2.2標準差修正應(yīng)分為兩種情形進行。a)標準差過小按下列方法修正，其中，火點判識的背景區(qū)紅外通道標準差下限值8TBMIN參考值55GB/T42189—20221)當中紅外通道背景區(qū)亮度溫度標準差值δδTBGMIN;2)當背景區(qū)中紅外通道和遠紅外通道之間亮度溫度差異的標準差值δ_1)當中紅外通道背景區(qū)亮度溫度標準差值δ2)當背景區(qū)中紅外通道和遠紅外通道之間亮度溫度差異的標準差值δTMIR≥(TMIRBG+48TMIRBG)且TMF≥(TMFBG+48TM_FB;),或TMIR≥345K (4)TMIR≥(TMIRBG+38TMIRBG)且TMF≥(TMFRG+38TMFBG),或TMIR≥345K (5)中紅外通道背景區(qū)亮度溫度標準差值，單位為開爾文(K);TMF——中紅外通道和遠紅外通道之間亮度溫度差值，單位為開爾文(K);7火點強度衛(wèi)星遙感火點強度計算應(yīng)包括紅外通道選擇、雙通道數(shù)據(jù)計算或中紅外單通道數(shù)據(jù)計算或遠紅外6是否是否圖2衛(wèi)星遙感火點強度計算流程VMIR——中紅外通道中心波數(shù)；中紅外通道定標系數(shù)截距對應(yīng)的輻射率，單位為毫瓦每平方米球面度負一次方厘米[mW/(m2·sr·cm-1)]。7LMIRS——中紅外通道亞像元火點輻亮度值，單位為毫瓦每平方米球面度負一次方厘米[mW/(m2·sr·cm-1)];LFIRS遠紅外通道亞像元火點輻亮度值，單位為毫瓦每平方米球面度負一次方厘米LFIRBG———遠紅外通道背景輻亮度值，單位為毫瓦每平方米球面度負一次方厘米[mW/(m2·單通道數(shù)據(jù)計算分兩種情形，一種是中紅外通道計算，另一種是遠紅外通道計算。中紅外通道按公式(8)計算，遠紅外通道按公式(9)計算，其中，亞像元火點溫度設(shè)置為750K。P=(LMIR—LMIRPG)/(LMIRs—LMIRBG) (8)LMR中紅外通道輻亮度值，單位為毫瓦每平方米球面度負一次方厘米[mW/(m2·sr·LMIRs——中紅外通道亞像元火點輻亮度值，單位為毫瓦每平方米球面度負一次方厘米[mW/(m2·P=(LFIR—LFIRBG)/(LFIRs—LFIRBG) LFIR遠紅外通道輻亮度值，單位為毫瓦每平方米球面度負一次方厘米[mW/(m2·sr·亞像元火點面積和火點強度分別用公式(10)、公式(11)計算：8GB/T42189—2022PFR=Ss×σT?Ss——亞像元火點面積值，單位為平方米(m2);0玻爾茲曼常數(shù)，σ=5.6704×10-?(W·mT——亞像元火點溫度值，單位為開爾文(K)。8過火區(qū)面積否預(yù)處理是9GB/T42189—20228.2過火區(qū)判識8.2.1火情多通道合成圖生成近紅外通道、紅光和綠光通道應(yīng)增強處理，突出過火區(qū)、未過火區(qū)植被等地表特征，進行紅綠藍(RGB)彩色合成，生成火情多通道合成圖。8.2.2地表水體標記像元所在的土地覆蓋類型為水體應(yīng)標記為地表水體像元。8.2.3過火區(qū)判識8.2.3.1單時次過火區(qū)判識用于只能獲得火災(zāi)發(fā)生后衛(wèi)星數(shù)據(jù)的情形。像元NDVI值小于過火像元判識NDVI閾值(參考值為0)時，判識為過火區(qū)像元。8.2.3.2火災(zāi)發(fā)生前后兩時相圖像過火區(qū)判識用于能獲得火災(zāi)發(fā)生前后衛(wèi)星數(shù)據(jù)的情形?；馂?zāi)發(fā)生前像元NDVI值與火災(zāi)發(fā)生后像元NDVI值之差小于判識閾值時，判識為過火區(qū)像元。判識閾值為過火區(qū)周邊兩時相像元NDVI差的平均值，宜同時滿足下列條件：a)火災(zāi)發(fā)生前的圖像選擇火災(zāi)發(fā)生前10天內(nèi)的晴空圖像；b)過火區(qū)周邊區(qū)域的像元選擇距離過火區(qū)小于10個像元，至少3×3個與過火區(qū)土地覆蓋類型相同的像元；c)當計算的判識閾值小于0.05時，設(shè)置為0.05。8.2.4人機交互過火區(qū)判識信息檢驗和修正人工檢驗過火區(qū)判識效果應(yīng)將過火區(qū)判識信息在過火區(qū)多通道合成圖上疊加，當過火區(qū)判識信息有誤判或漏判時，通過修改判識閾值，修正判識錯誤。8.3過火區(qū)面積計算應(yīng)按公式(12)計算：式中：SF——過火區(qū)面積；…S,——第i個過火區(qū)像元面積；f;——第i個過火區(qū)像元的植被覆蓋度。(資料性)火點判識和強度計算的主要衛(wèi)星遙感儀器通道參數(shù)表A.1風云三號C衛(wèi)星可見光紅外掃描輻射計通道3、通道4參數(shù)表通道波長范圍星下點空間分辨率m33.55～3.95410.30～11.30表A.2風云三號D衛(wèi)星中分辨率光譜成像儀-Ⅱ通道20、通道21、通道24參數(shù)表通道中心波長星下點空間分辨率m4.05波段波長范圍星下點空間分辨率m73.50～4.00(高空間分辨率)200083.50～4.00(低空間分辨率)400010.30～11.304000表A.4EOS衛(wèi)星中分辨率成像光譜儀通道20、通道21、通道23、通道31參數(shù)表通道波長范圍星下點空間分辨率m3.660～3.8403.929～3.9894.020～4.08010.500～11.300GB/T42189—2022表A.5NPP衛(wèi)星可見光紅外成像輻射儀通道I4、通道I5、通道M12、通道M13、通道M15參數(shù)表通道波長范圍mM12M13M15表A.6NOAA衛(wèi)星先進甚高分辨率輻射計通道3B、通道4參數(shù)表通道波長范圍星下點空間分辨率m3.55～3.954表A.7葵花8號衛(wèi)星可見光和紅外掃描輻射計通道7、通道13參數(shù)表通道中心波長星下點空間分辨率m720002000(資料性)過火區(qū)判識和面積計算的主要衛(wèi)星遙感儀器通道參數(shù)表B.1風云三號D衛(wèi)星中分辨率光譜成像儀-Ⅱ通道2、通道3、通道4參數(shù)表通道中心波長星下點空間分辨率m234表B.2高分一號衛(wèi)星多光譜相機通道2、通道3、通道4參數(shù)表通道波長范圍星下點空間分辨率m20.52～0.5930.63～0.6940.77～0.89表B.3高分一號衛(wèi)星全色多光譜相機通道3、通道4、通道5參數(shù)表通道波長范圍星下點空間分辨率m30.52～0.59840.63～0.69850.77～0.898表B.4高分二號衛(wèi)星全色多光譜相機