[发明专利]一种利用光学遥感数据估测冠层可燃物载荷的方法及系统

说明书

本发明公开一种利用光学遥感数据估测冠层可燃物载荷的方法及系统，首先对GEOSAIL辐射传输模型进行参数化，该模型的参数来源于目标森林区域少部分的实测数据；其次，计算光学遥感数据的植被指数，最后，利用参数化的GEOSAIL模型，计算查找表，利用冠层可燃物计算公式，结合光学遥感数据计算的植被指数，可获得研究区冠层可燃物载荷分布。该方法十分地便利、快捷、有效，是首次提出利用光学遥感数据耦合辐射传输模型获得冠层可燃物载荷的方法。同时，该方法成本较低，有助于不同区域、不同实相的森林冠层可燃物载荷的区域性制图与产品化，服务于森林火灾防控的国家重大需求，保障当地生态与生命财产安全。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，特别是一种利用光学遥感数据大面积估测冠层可燃物载荷的方法及系统。

背景技术

森林火灾不仅释放大量温室气体，严重干扰自然生态环境，而且对人民生命财产安全构成重大威胁。作为森林火灾燃烧的物质基础，可燃物载荷是影响野火发生、传播和强度的关键变量，通常分为三类：冠层可燃物载荷、地表可燃物载荷和地下可燃物载荷。相比于地上火和地下火，消防管理人员更担心森林冠层火灾的威胁，因为它们比地表火更难控制，其影响更严重，持续时间更长。树冠可燃物载荷通常包括树叶、树枝木和树栖地衣和苔藓等，其中树叶通常是最易燃的成分。在这种情况下，冠层可燃物载荷可以被视为评估树冠火危险的关键变量。冠层可燃物载荷通常是指每单位森林面积所有树叶(包括枯萎叶片和鲜叶片)的干重。

目前冠层可燃物载荷的估测通常为实地采样，十分费时费力，并且无法做到大面积冠层可燃物的测算。遥感技术由于多时空分辨率尺度、大范围观测优势，是大范围、近实时估测冠层可燃物载荷的唯一手段。

因此基于光学遥感数据大范围、近实时地获取森林冠层可燃物载荷对森林火灾的防控具有重要的实际意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用光学遥感数据大面积估测冠层可燃物载荷的方法，该方法基于GEOSAIL辐射传输模型，利用光学卫星数据估测森林冠层可燃物载荷。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的利用光学遥感数据大面积估测冠层可燃物载荷的方法，包括以下步骤：

构建L辐射传输模型，并设置模型参数；

获取光学遥感数据并计算植被指数；

根据辐射传输模型建立查找表，得到模型自由参数为叶面积指数LAI，植被覆盖度ccov，叶片干物质重量DMC；

根据以下公式计算冠层可燃物载荷FFL：

FFL＝LAI×ccov×DMC

其中，FFL表示冠层可燃物载荷；LAI为叶面积指数，ccov为植被覆盖度，DMC为叶片干物质重量；

根据FFL表示冠层可燃物载荷和植被指数，得到冠层可燃物载荷分布。

进一步，所述植被指数包括：NDVI,NDII,EVI,NDTI,VARI中的任一项。所述植被指数的计算公式如下：

NDVI＝(NIR–RED)/(NIR+RED)

NDII＝(NIR–SWIR1)/(NIR+SWIR1)

EVI＝2.5(NIR–RED)/(NIR+6RED-7.5BLUE+1)

NDTI＝(SWIR1–SWIR2)/(SWIR1+SWIR2)

VARI＝(GREEN–RED)/(GREE+RED–BLUE)

其中，NIR表示近红外波段，RED表示红波段，BLUE表示蓝波段，SWIR1表示短波红外波段1，SWIR2表示短波红外波段2。