基于SAR圖像地表參數(shù)反演的山火預警方法研究.pdf

1、中國西部山區(qū)自然環(huán)境惡劣、山高路險、交通不便，而且山區(qū)森林植被覆蓋度高、落葉沉積，火災發(fā)生頻率高、隱蔽性強，采用人員地面監(jiān)測和預警十分困難，因此在高原地區(qū)的山火預警中采用何種數(shù)據和技術方法尤為重要。利用多源遙感技術的宏觀性、及時性，可以對高原區(qū)域的森林山火進行監(jiān)測和預警，并節(jié)省人力、物力和時間；尤其是微波遙感憑借其全天時、全天候以及穿透云霧的特點，在多云、多霧、多雨的山區(qū)應用廣泛。但是，山火發(fā)生的影響因素較多，很難獲取全部的相關因素參數(shù)

2、，給山火預警提出了挑戰(zhàn)和難題。如何在僅有少量地表參數(shù)的情況下，進行精準的山火監(jiān)測與山火預警成為一個技術難點。
　　本研究針對上述問題，利用合成孔徑雷達數(shù)據、實測地面實驗數(shù)據和少量氣象數(shù)據，通過不同參數(shù)的信息提取和山火預警模型構建，實現(xiàn)對多云、多雨、地形復雜的山區(qū)進行山火預警。本文主要研究內容和成果如下：
　?。?）通過分析地形復雜區(qū)域對雷達回波的影響，將合成孔徑雷達圖像形成的透視收縮、疊掩、陰影等地形畸變進行DEM校正，消除

3、地形畸變帶來的誤差。
　　（2）利用支持向量機分類方法和合成孔徑雷達圖像多極化特性，在對復雜地形區(qū)域地物類型分析的基礎上，將裸土、水體、建筑物等影響物去除，實現(xiàn)植被區(qū)域的提取。
　?。?）基于不同數(shù)據源、不同參數(shù)反演算法分別對植被生物量、植被含水量、植被覆蓋下的土壤含水量等參數(shù)進行了定量反演，并通過實測的地面實驗數(shù)據和多源遙感數(shù)據進行了精度驗證。
　?。?）為了更好的對山火發(fā)生過程（火前預警、火中監(jiān)測、火后恢復）進行研

4、究，利用地面微波散射計對模擬山火進行觀測，分別得到三個階段的后向散射特性，并對其進行理論分析。
　?。?）綜合考慮合成孔徑雷達圖像反演的不同地表參數(shù)、溫度等影響因子，利用森林火險指數(shù)對研究區(qū)進行火險概率計算；并利用土壤含水量與山火的相關關系對森林火險指數(shù)進行修正，得到最終的森林植被火險等級圖，并根據模型分析得到山火的誘因。利用MODIS衛(wèi)星的火點數(shù)據作為山火預警模型的驗證數(shù)據，驗證結果表明，本文構建的山火預警模型有較好的山火預警效