伊春市衛星遙感綜合應用系統

賀敬，楊龍

（伊春市氣象局，黑龍江伊春 153000）

伊春市衛星遙感綜合應用系統

賀敬，楊龍

（伊春市氣象局，黑龍江伊春 153000）

1 引言

隨著空間遙感儀器的應用及通訊和計算機技術的迅猛發展，氣象衛星在國民經濟領域的應用得到廣泛發展,尤其在對災害的監測上，它具有客觀、快速、及時跟蹤等特點。森林火災、干旱及洪澇是伊春林區林業、農業生產的主要災害，迅速、及時掌握災害發生的時空特點，變被動為主動地指導救災，盡可能地減少災害造成的損失，在當前氣象服務中具有十分重要的意義。

利用衛星遙感進行各種探測和監測，具有宏觀、客觀、經濟等很多優點。因為它站得高，看得遠，能看見森林深處的火情。在森林防火方面，衛星遙感的作用也功不可沒。

2 技術體系建設

衛星遙感技術在伊春市的應用始于2000年，目前擁有EOS極軌氣象衛星接收設備，可以接收到美國NOAA系列、中國風云系列等衛星遙感數據。主要進行森林火災監測，2004年10月，黑河境內發生草原火災，并且開始向伊春市境內蔓延，我們利用衛星遙感監測到這一火情之后，及時采取行動，組織撲救，把損失減少到最小。

3 衛星遙感的主要應用

開展了遙感信息的應用研究。主要內容包括火情監測、正在研究的水體監測、植被監測、干旱監測、積雪監測等。在火情監測的研究中，把衛星與地面資料結合，發揮了地、縣級掌握大量地面信息的優勢。

3.1 火情監測

森林火災是一種突發性強、破壞性大、處置救助較為困難的自然災害。伊春市屬林區，林業施業區達4萬hm2，森林覆蓋率74%，森林火災是威脅伊春市可持續發展的重要因素。幾年來，尤其是2003年春季“阿廷河森林火災”和2004年秋季“紅星、烏伊嶺、嘉蔭森林火災”都造成了較嚴重的經濟損失。利用極軌衛星遙感圖象，可明確觀察到森林火點位置，并可以連續監視火勢蔓延情況和發展趨勢，變被動為主動地指導滅火、救災，盡可能地減少火災造成的損失，保護國家的森林資源。

3.2 洪澇監測系統（水體監測系統）

當洪澇發生時，充分發揮遙感視域廣闊、觀測面積大、不受地域限制優勢，可及時提供洪澇范圍、洪澇位置圖以及受災面積計算。氣象衛星監測洪澇最主要的環節是對資料中水體的識別。AVHRR通道資料的星下點分辨率為1.1 km，而大范圍洪澇發生時，泛濫面積常達數百甚至上千km2，涉及圖象上成百上千個象元。為確定洪澇區域的范圍和面積，需要對該區域所有資料點用計算機逐個掃描。根據通道2資料水陸邊界明顯的特點,可以用人機交互方式確定水體判識的反射率門檻值，然后由計算機對該區域的資料值進行掃描處理。高于此門檻值的將被認為是陸地，低于此門檻值的將被認為是水體。

3.3 植被監測

植被對氣象衛星可見光和近紅外光的吸收與反射有著截然不同的反應，吸收與反射的對比情況取決于植被的類型，也取決于植被的生長狀況和生態背景，利用極軌氣象衛星第1、第2兩個通道的反射光譜數據可以定義出歸一化植被指數。

極軌衛星的第1通道（0.58～0.68 μm）和第2通道（0.725～1.1μm）則處在紅光和近紅外波段范圍內。常用的植被指數有：

NDVI稱為歸一化植被指數，RVI稱為比值植被指數；CH1、CH2分別為AVHRR第1、2通道的反射率。

3.4 積雪監測

積雪監測在目前所應用的衛星資料中一般采用兩種方法：

（1）利用AVHRR 5個觀測通道的數據（不包括1.6μm），通過多通道判識法，區分云和雪，提取積雪信息，計算積雪覆蓋面積，并生成黑白和彩色圖像。在AVHRR 5個觀測波段中，由于云和雪在可見光和紅外波段都具有相似的光譜特征，因此，云是積雪監測的最大“干擾”，僅利用單通道的數據進行云、雪判識是非常困難的。利用多通道的觀測信息，充分考慮各通道對云和雪的光譜響應特性，選擇適當的判識因子和門限值，完成云和積雪的判識，從復雜的衛星數據中，提取積雪信息。

（2）利用CH1、CH4和積雪指數（NDSI=（CH1-CH3 （1.6μm）/（CH1+CH3）來判識積雪。CH3A（1.6μm）通道數據針對積雪和云有不同的反射特性，比較容易區分云和雪。

4 系統的組成

伊春市衛星遙感綜合應用系統由3個部分組成：信息采集系統、衛星遙感監測預報系統、產品生成和應用系統。

4.1 信息采集系統

信息采集系統以遙感信息為主，具有客觀、動態、快速的特點，地面監測信息是遙感信息的輔助。目前，伊春市氣象臺已經完成與營林氣象哨所的聯網工作，實現了資料共享。伊春氣象部門所屬各氣象站及營林部門所屬各氣象哨將基本氣象要素逐日傳到服務器上，在服務器上實現資料入庫工作，這樣可廣泛地掌握全市各地的地面氣象要素情況。把遙感資料與地面監測相結合，既保證了監測應用的可靠性、科學性和先進性，又突出體現了各區局擁有大量的、及時的地面信息的優勢。多樣化的信息源，即保證了分析的準確性，也有廣泛的代表性，可應用于多個方面的研究。

4.2 衛星遙感監測預報系統

衛星遙感監測預報系統由林火監測系統、植被指數監測、洪澇監測系統、積雪監測系統等部分組成（見圖1）。

圖1 衛星遙感監測預報系統流程圖

4.3 產品制作與發布系統

產品制作與發布系統首先是一個通信網絡，它通過網絡將所有的業務產品連接在一個統一的服務平臺上；作為一個信息發布平臺，它可以為業務運行，科研管理，決策服務及時準確的提供各種產品。從更深的層次來看，這個系統不僅僅局限于業務部門的信息交換，而且可以通過互聯網將服務產品以web頁形式放到伊春氣象局網站上，對相關用戶提供密碼訪問方式。

1002－252X（2011）03－0024－02

2011－6－6

賀敬（1973-），女，黑龍江省五常市人，齊齊哈爾大學，本科生，工程師.