基于遥感指数和SAR极化特征参数的林火迹地敏感性分析

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lbo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
森林火灾的频繁发生,不仅破坏生态系统平衡,也对人类生存条件造成诸多不利影响,而对林火迹地信息的提取可以揭示林火前后森林生态系统的变化,还能对林火迹地的植被、温度等进行持续监测,以及为灾后恢复和规划、土壤治理提供必要指导与参考。目前光学和雷达遥感技术是获取大范围林火迹地信息的最佳方式,其中基于光学遥感的林火信息获取主要是依靠林火前后地物光谱特征差异和遥感指数突变实现。基于微波的合成孔径雷达(SAR)主要是依靠极化散射信息中包含了植被结构、生物量和土壤湿度等相关指标去提取林火信息。但是光学遥感光容易受云雨影响存在一定局限性,而部分雷达信息解译又比较困难。因此充分挖掘遥感指数和SAR极化特征参数在提取林火迹地信息中的优势和适用性,可以为利用多源遥感数据进行林火监测和林火迹地研究提供一些借鉴和方法,还能探索两者在林火监测和信息提取中的互补性,提高信息获取的时效性和可靠性,加强林火应急响应和林火迹地研究的技术支撑。本文以2020年“西昌市3.30森林火灾”为研究背景,基于哨兵1A号(Sentinel-1A)和哨兵2号(Sentinel-2)数据,在遥感指数和极化特征参数中提取了GEMI、SAVI、NBR、MIRBI、Span、rvv-vh、Alpha等18个目标参数,对它们在林火前后的均值差异和提取林火迹地信息的敏感性进行了分析,所以本文的主要结论体现在以下几个方面:(1)与林火前相比,林火迹地内植被指数和火烧指数中均值变化最大的是RENDVI、NDSWIR,分别比林火前下降了约60%和214%,后向散射强度参数、去极化作用参数、散射机制变化参数中变化最大的分别是Span、σvv和Anisotropy,分别比林火前下降23%、30%和上升15%;在其它区域内目标参数林火前后的均值基本无明显变化。5类目标参数中对林火迹地与林火前火烧区、火后未燃林地分离敏感性较强的林火敏感性参数分别是GEMI和SAVI、MIRBI和NBR、Span、rvv-vh、Alpha。(2)在林火敏感性火烧指数、植被指数、极化特征参数中识别林火迹地与未燃区能力最好的分别是NBR、GEMI和Span,Kappa系数分别为0.94、0.88和0.82。(3)林火敏感性植被指数和火烧指数对过火面积的估算精度都在94%以上,其中提取过火面积能力较强的分别是GEMI和MIRBI,估算精度分别为95.57%和97.99%;Span、rvv-vh和Alpha提取过火面积的精度都小于80%,但三者合成的多波段数据估算的过火面积精度可达91.69%,由此可知,与Span、rvv-vh和Alpha单独提取的结果相比,三者合成的多波段数据提取的过火面积更具有参考价值。(4)在以基于d NBR的林火烈度分级结果为参照的前提下,本文得出GEMI、SAVI、MIRBI、Span、rvv-vh和Alpha对区分不同等级林火烈度都具有不同程度的敏感性,其中对各级林火烈度总体分离敏感度较高的是SAVI,因此可知在林火敏感性参数中,除NBR以外,SAVI也适用于本文研究区的林火烈度分级。
其他文献
横断山区地处青藏高原东南缘,是中国乃至世界范围内植被垂直带谱最大、最复杂的区域之一,也是中国“长江上游防护林体系”和“天然林资源保护”工程的重点区域。植被FPAR作为监测植被生长状况的重要指标之一,是植被生态研究的重要内容。对植被FPAR进行分析有助于掌握横断山区植被生长健康状况,为区域生态环境质量评价以及制订生态脆弱区保护政策提供科学依据。本文借助遥感手段对横断山区长时间序列FPAR进行监测,结
学位
植被与生态系统变化关系密切,已成为全球研究的热点。三江源地区独特的生态地理环境使其成为我国乃至亚洲的生态屏障,基于大尺度、长时序的植被遥感数据集,研究其植被变化规律及驱动力对于区域生态、环境保护具有重要意义。然而前人研究中所使用的植被遥感数据大多空间分辨率较低,在分析植被变化趋势上存在明显不足,MODIS数据可以弥补空间分辨率过低的缺陷,目前已成为研究植被变化的重要数据来源。根据上述研究背景,本文
学位
小金川又称小金河,发源于邛崃山,是由抚边河与沃日河汇合而成,最终汇入大渡河上游,属于大渡河水系,是大渡河左岸一级支流。小金川流域面积约为5246平方千米,地处川西高原地区,地质条件复杂,生态环境脆弱,是川西地质灾害高发地区。区内共有规模不等的地质灾害点813处,主要类型有滑坡、泥石流、崩塌和不稳定斜坡等,这些地质灾害大部分散落在距离乡镇及村庄较近且有人类活动痕迹的区域,这不仅给区内的人员及物质财产
学位
近年来,随着世界各国工业产业的快速发展,人类对大自然的破坏也日益加深,极端天气气候事件时有发生,导致部分地区生态环境持续恶化,资源短缺甚至造成物种灭绝。在此背景下,中国政府在“十四五”计划中提出了要提升生态系统质量和稳定性的生态保护方针。攀枝花市地处金沙江干热河区地带,该地区地质结构复杂,海拔高差较大,特殊的地理位置和气候条件导致攀枝花市生态环境先天较差;另外攀枝花市矿产资源丰富,矿产开采已成为攀
学位
城市地表形变的发生受到多种因素的影响,通过监测地表形变并分析这些因素在形变发生中的作用,可以为防治形变带来的灾害提供数据支撑。自20世纪60年代以来,杭州市曾发生的地面塌陷现象有十余处,其中海军疗养院、浙江大学等地尤为严重。杭州地区虽然已经建立了完整的沉降观测网,但是获取的是基于点的沉降信息,难以系统全面掌握整个城市的沉降信息。合成孔径雷达干涉测量(Interferometric syntheti
学位
安宁河谷地区地处四川南部,是四川省的第二大粮仓,是重要的粮食产地之一。近年来随着全球气温明显上升,旱涝灾害发生频繁,对安宁河谷地区农业生产和生态平衡等方面造成了影响。蒸散发(Evapotranspiration,ET)是估算农业灌溉和生态用水的重要指标,通过研究安宁河谷地区气候分区和土地利用格局下蒸散发时空演变及驱动力分析,能够洞察蒸散发与气候和下垫面之间的联系,为安宁河谷地区水资源管理和科学规划
学位
标准Kalman滤波(Kalman Filter,KF)是最优估计领域里的主要算法之一,在导航、定位、控制、通信和制导等领域得到了广泛应用。KF需在数学模型确定和噪声统计特性先验已知的前提下,才能实现最优估计。然而,在大多数实际应用中,粗差不可避免地存在于观测值中,并且噪声协方差信息往往是未知或有偏差的,这些都会使得滤波结果次优,甚至发散。因此,如何有效抵制滤波系统中的粗差及未知或有偏差的噪声协方
学位
青藏高原是中国面积最大、海拔最高的高原,受其独特的地理位置影响,青藏高原成为全球气候变化的“放大器”。随着全球气候变暖,青藏高原气候变化显著,对高寒植被生态系统产生重要影响,尤其是对气候变暖反映最敏感的植被物候已引起广泛关注。目前相关研究和陆地生态系统模型中大多采用平均气温作为影响因子,忽略了白天和夜间不对称增温对植被物候的不同影响,并且未考虑到高原不同生态区和植被类型物候对昼夜不对称增温的响应差
学位
滑坡灾害突发性强、发生频繁、危害性大,是常见的地质灾害。由于我国西南山区地质构造复杂、气候多变,因此滑坡灾害在该区域频繁发生。受此影响,西南山区成为我国地质灾害死亡失踪人数最多、遭受经济损失最严重的区域。仅2020年,西南山区就发生滑坡488起(占全国地质灾害总数45%)。滑坡灾害导致98人死亡,造成直接经济损失约17亿元。因此,对西南山区实施广域范围的精准、高效滑坡灾害隐患早期识别,有利于当地政
学位
近年来,在气候变化和不合理的人类活动影响下,青藏高原高寒草地生态系统出现了不同程度的退化现象,由此引发了一系列生态、经济和社会等问题。如何科学评估、治理、利用和管理草地是促进草地可持续发展和保护生态环境的关键问题,也是国内外政府、科学界和社会普遍关注的科学问题。本研究利用1982-2015年GIMMS的NDVI遥感数据产品、气象数据,采用CASA模型计算青藏高原植被净初级生产力(NPP),结合Mi
学位