賀敬，楊龍

（伊春市氣象局，黑龍江伊春 153000）

伊春市衛(wèi)星遙感綜合應(yīng)用系統(tǒng)

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(yīng)用及通訊和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，氣象衛(wèi)星在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用得到廣泛發(fā)展,尤其在對(duì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)上，它具有客觀、快速、及時(shí)跟蹤等特點(diǎn)。森林火災(zāi)、干旱及洪澇是伊春林區(qū)林業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要災(zāi)害，迅速、及時(shí)掌握災(zāi)害發(fā)生的時(shí)空特點(diǎn)，變被動(dòng)為主動(dòng)地指導(dǎo)救災(zāi)，盡可能地減少災(zāi)害造成的損失，在當(dāng)前氣象服務(wù)中具有十分重要的意義。

利用衛(wèi)星遙感進(jìn)行各種探測(cè)和監(jiān)測(cè)，具有宏觀、客觀、經(jīng)濟(jì)等很多優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樗镜酶?，看得遠(yuǎn)，能看見(jiàn)森林深處的火情。在森林防火方面，衛(wèi)星遙感的作用也功不可沒(méi)。

2 技術(shù)體系建設(shè)

衛(wèi)星遙感技術(shù)在伊春市的應(yīng)用始于2000年，目前擁有EOS極軌氣象衛(wèi)星接收設(shè)備，可以接收到美國(guó)NOAA系列、中國(guó)風(fēng)云系列等衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)。主要進(jìn)行森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)，2004年10月，黑河境內(nèi)發(fā)生草原火災(zāi)，并且開(kāi)始向伊春市境內(nèi)蔓延，我們利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)到這一火情之后，及時(shí)采取行動(dòng)，組織撲救，把損失減少到最小。

3 衛(wèi)星遙感的主要應(yīng)用

開(kāi)展了遙感信息的應(yīng)用研究。主要內(nèi)容包括火情監(jiān)測(cè)、正在研究的水體監(jiān)測(cè)、植被監(jiān)測(cè)、干旱監(jiān)測(cè)、積雪監(jiān)測(cè)等。在火情監(jiān)測(cè)的研究中，把衛(wèi)星與地面資料結(jié)合，發(fā)揮了地、縣級(jí)掌握大量地面信息的優(yōu)勢(shì)。

3.1 火情監(jiān)測(cè)

森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、處置救助較為困難的自然災(zāi)害。伊春市屬林區(qū)，林業(yè)施業(yè)區(qū)達(dá)4萬(wàn)hm2，森林覆蓋率74%，森林火災(zāi)是威脅伊春市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。幾年來(lái)，尤其是2003年春季“阿廷河森林火災(zāi)”和2004年秋季“紅星、烏伊嶺、嘉蔭森林火災(zāi)”都造成了較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。利用極軌衛(wèi)星遙感圖象，可明確觀察到森林火點(diǎn)位置，并可以連續(xù)監(jiān)視火勢(shì)蔓延情況和發(fā)展趨勢(shì)，變被動(dòng)為主動(dòng)地指導(dǎo)滅火、救災(zāi)，盡可能地減少火災(zāi)造成的損失，保護(hù)國(guó)家的森林資源。

3.2 洪澇監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（水體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）

當(dāng)洪澇發(fā)生時(shí)，充分發(fā)揮遙感視域廣闊、觀測(cè)面積大、不受地域限制優(yōu)勢(shì)，可及時(shí)提供洪澇范圍、洪澇位置圖以及受災(zāi)面積計(jì)算。氣象衛(wèi)星監(jiān)測(cè)洪澇最主要的環(huán)節(jié)是對(duì)資料中水體的識(shí)別。AVHRR通道資料的星下點(diǎn)分辨率為1.1 km，而大范圍洪澇發(fā)生時(shí)，泛濫面積常達(dá)數(shù)百甚至上千km2，涉及圖象上成百上千個(gè)象元。為確定洪澇區(qū)域的范圍和面積，需要對(duì)該區(qū)域所有資料點(diǎn)用計(jì)算機(jī)逐個(gè)掃描。根據(jù)通道2資料水陸邊界明顯的特點(diǎn),可以用人機(jī)交互方式確定水體判識(shí)的反射率門檻值，然后由計(jì)算機(jī)對(duì)該區(qū)域的資料值進(jìn)行掃描處理。高于此門檻值的將被認(rèn)為是陸地，低于此門檻值的將被認(rèn)為是水體。

3.3 植被監(jiān)測(cè)

植被對(duì)氣象衛(wèi)星可見(jiàn)光和近紅外光的吸收與反射有著截然不同的反應(yīng)，吸收與反射的對(duì)比情況取決于植被的類型，也取決于植被的生長(zhǎng)狀況和生態(tài)背景，利用極軌氣象衛(wèi)星第1、第2兩個(gè)通道的反射光譜數(shù)據(jù)可以定義出歸一化植被指數(shù)。

極軌衛(wèi)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(nèi)。常用的植被指數(shù)有：

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

3.4 積雪監(jiān)測(cè)

積雪監(jiān)測(cè)在目前所應(yīng)用的衛(wèi)星資料中一般采用兩種方法：

（1）利用AVHRR 5個(gè)觀測(cè)通道的數(shù)據(jù)（不包括1.6μm），通過(guò)多通道判識(shí)法，區(qū)分云和雪，提取積雪信息，計(jì)算積雪覆蓋面積，并生成黑白和彩色圖像。在AVHRR 5個(gè)觀測(cè)波段中，由于云和雪在可見(jiàn)光和紅外波段都具有相似的光譜特征，因此，云是積雪監(jiān)測(cè)的最大“干擾”，僅利用單通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行云、雪判識(shí)是非常困難的。利用多通道的觀測(cè)信息，充分考慮各通道對(duì)云和雪的光譜響應(yīng)特性，選擇適當(dāng)?shù)呐凶R(shí)因子和門限值，完成云和積雪的判識(shí)，從復(fù)雜的衛(wèi)星數(shù)據(jù)中，提取積雪信息。

（2）利用CH1、CH4和積雪指數(shù)（NDSI=（CH1-CH3 （1.6μm）/（CH1+CH3）來(lái)判識(shí)積雪。CH3A（1.6μm）通道數(shù)據(jù)針對(duì)積雪和云有不同的反射特性，比較容易區(qū)分云和雪。

4 系統(tǒng)的組成

伊春市衛(wèi)星遙感綜合應(yīng)用系統(tǒng)由3個(gè)部分組成：信息采集系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、產(chǎn)品生成和應(yīng)用系統(tǒng)。

4.1 信息采集系統(tǒng)

信息采集系統(tǒng)以遙感信息為主，具有客觀、動(dòng)態(tài)、快速的特點(diǎn)，地面監(jiān)測(cè)信息是遙感信息的輔助。目前，伊春市氣象臺(tái)已經(jīng)完成與營(yíng)林氣象哨所的聯(lián)網(wǎng)工作，實(shí)現(xiàn)了資料共享。伊春氣象部門所屬各氣象站及營(yíng)林部門所屬各氣象哨將基本氣象要素逐日傳到服務(wù)器上，在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)資料入庫(kù)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(jiān)測(cè)相結(jié)合，既保證了監(jiān)測(cè)應(yīng)用的可靠性、科學(xué)性和先進(jìn)性，又突出體現(xiàn)了各區(qū)局擁有大量的、及時(shí)的地面信息的優(yōu)勢(shì)。多樣化的信息源，即保證了分析的準(zhǔn)確性，也有廣泛的代表性，可應(yīng)用于多個(gè)方面的研究。

4.2 衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)

衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)由林火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、植被指數(shù)監(jiān)測(cè)、洪澇監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、積雪監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等部分組成（見(jiàn)圖1）。

圖1 衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)流程圖

4.3 產(chǎn)品制作與發(fā)布系統(tǒng)

產(chǎn)品制作與發(fā)布系統(tǒng)首先是一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將所有的業(yè)務(wù)產(chǎn)品連接在一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)平臺(tái)上；作為一個(gè)信息發(fā)布平臺(tái)，它可以為業(yè)務(wù)運(yùn)行，科研管理，決策服務(wù)及時(shí)準(zhǔn)確的提供各種產(chǎn)品。從更深的層次來(lái)看，這個(gè)系統(tǒng)不僅僅局限于業(yè)務(wù)部門的信息交換，而且可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將服務(wù)產(chǎn)品以web頁(yè)形式放到伊春氣象局網(wǎng)站上，對(duì)相關(guān)用戶提供密碼訪問(wèn)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(xué)，本科生，工程師.