9-专题:基于MODIS数据的秸秆焚烧遥感监测
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基于卫星遥感的冬小麦秸秆焚烧污染排放测算侯玉婷;李令军;姜磊;武凤霞【摘要】基于MODIS卫星250m分辨率的16d合成归一化植被指数(NDVI)数据,提出了一种冬小麦种植区遥感快速提取方法,并建立了基于解译的冬小麦种植区麦秸焚烧大气污染排放的测算方案.以中国第一大冬小麦生产省份河南为例,提取了2010年冬小麦种植面积及其空间分布,测算了秸秆焚烧主要大气污染物排放量.研究显示,河南省2010年冬小麦种植面积提取结果与统计年鉴数据吻合度较高,两者市、县尺度的种植面积相关系数在0.9以上、平均偏差均在13%以内,且在不同地貌类型上均有良好的反演效果.2010年250m分辨率下河南省冬小麦种植区秸秆焚烧单位栅格污染物年排放量为:PM2.5 154.1 kg、NOx 9.9 kg、NH35.1 kg、CH410.7 kg、挥发性有机化合物(VOC) 62.0 kg、CO 363.4 kg、SO2 1.6 kg.说明该提取方法具有数据易获取、过程简便的特点,结果客观、可靠,能为秸秆焚烧监管工作以及其他区域的相关研究提供参考应用和技术支持.【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2016(038)003【总页数】6页(P61-66)【关键词】归一化植被指数;冬小麦面积;秸秆焚烧;污染物排放量【作者】侯玉婷;李令军;姜磊;武凤霞【作者单位】十堰市环境保护监测站,湖北十堰 442000;北京市环境保护监测中心,北京 100048;北京市环境保护监测中心,北京 100048;十堰市环境保护监测站,湖北十堰 442000【正文语种】中文当前,灰霾污染已成为公众关注的主要环境问题之一。
冬小麦收获季节的秸秆焚烧是导致每年6月前后主产区严重灰霾污染事件的重要原因[1-2]。
秸秆焚烧排放大量的污染物,主要包括PM2.5、NOX、NH3、CH4、挥发性有机化合物(VOC)、CO、SO2,严重影响区域空气质量。
获取冬小麦秸秆焚烧污染物的排放量及空间分布,有助于客观了解冬小麦秸秆焚烧空气污染现象。
基于MODIS 数据的秸秆焚烧遥感监测1 专题概述每年夏收与秋收后,部分城市始终笼罩着浓浓的烟雾。
这些烟雾不是来自重工业污染,也不是化工产品爆炸,而是来自秸秆焚烧。
秸秆焚烧已经成为影响这些城市空气质量的重要因素,不仅如此,持续大雾还会使得重点城市的交通运输效率降低,甚至引发交通事故。
秸秆焚烧严重影响大气环境质量,导致空气中总悬浮颗粒物数量明显升高,而焚烧产生的浓烟中含有大量的CO、CO2 等气体,这样的气体刺激呼吸道,对人体健康产生不良影响。
鉴于秸秆焚烧带来的种种危害,秸秆焚烧的监测已经引起了各级人民政府的高度关注,利用实时监测结果并依照相关法律法规对其即时制止是杜绝秸秆焚烧的首要手段。
而传统的监测手段(如逐点人工排查)具有效率低、覆盖率低、成本高等缺点。
卫星遥感手段以其时效性、覆盖面广、分辨率高等优势使得快速大面积监测焚烧情况成为可能。
MODIS 是先进的多光谱遥感传感器,具有36 个观测通道,覆盖了当前主要遥感卫星的主要观测数据。
其中MOD14 热异常数据可供直接获取使用,能够探测比气象卫星更小更多的火点(面积50 平方米),是监测秸秆焚烧理想的数据源。
2 处理流程介绍一、数据获取MODIS 数据下载地址:/data/search.html。
(1)在网页中选择需要的数据源类型。
其中,MOD03 数据是用于对1KM,QKM,HKM 数据进行几何纠正的。
日期类型为:月/日/年时:分:秒,网页中显示的时间为UTC时间,换算为北京时间为:UTC 时间=北京时间-8 小时。
(2)在“spatial selection” 选项中选择“latitude/longtitude”,按监测区域的经纬度选择图像范围。
(3)单击“search” 查到需要的数据,勾选需要的数据,单击“order files now”,输入你接收信息的邮箱,点“order” 开始订购该数据。
如果要搜索多天数据,可以选“add files to shopping cart” 继续搜索其他日期的数据。
安徽农学通报2023年15期资源·环境·植保基于MODIS数据的秸秆焚烧遥感监测研究——以安徽省为例朱孟磊杨培松(宿州市自然资源勘测规划设计院,安徽宿州234000)摘要每年9月中旬至10月下旬是安徽农作物收获的时段,秸秆焚烧现象较为普遍。
监测人员现场调查可获取秸秆焚烧地点和焚烧程度,但监测规模和力度有限,无法大范围获取焚烧现场状况,从而无法进行有效的治理。
卫星遥感技术能够迅速获取大范围的秸秆焚烧火点位置,可对近期秸秆焚烧火点增加情况进行了解,具体分布情况进行分析比对。
本文基于MODIS提供的热异常数据以及MCD12Q1土地覆盖数据,通过MRT、ENVI遥感图像处理软件首先对原始数据进行格式转换和投影转换的操作,使其具备投影信息,并将热异常数据和土地覆盖数据转换为同一投影同一基准面下,然后再提取火点和农用地信息,并将两者信息求交集得出最终结果。
从而动态监测秸秆焚烧火点的位置信息,便于实施合理高效的禁烧政策。
关键词MODIS;秸秆焚烧;遥感监测;安徽省中图分类号F321.1文献标识码A文章编号1007-7731(2023)15-0093-06秸秆是指水稻、玉米等农作物收获果实后留下来的难以被合理利用的部分[1]。
我国每年产生的秸秆量较大,秸秆资源位于全世界第一位,占比高达30%[2]。
鉴于此,本文基于MODIS数据对安徽省秸秆焚烧动态变化进行了遥感监测研究,以期为秸秆监测提供参考。
1秸秆焚烧监测研究现状我国遥感卫星经过几十年的发展,已被广泛应用于资源环境、水文、气象、地质、测绘等领域。
现阶段,国内外秸秆焚烧监测研究基本以MODIS数据为数据源,具有众多光谱波段的特性决定了MODIS在理论上为提取火点提供了可能。
国内还常用环境小卫星红外相机拍摄的影像作为火点识别的数据来源[3]。
王子峰等[4]利用EOS/Terra卫星的MODIS数据并结合IGBP地表分类数据,再依据火点像元的各种辐射统计特性,将火点分为秸秆焚烧、林火、草原火3种类型,提高了火点的判别率;段卫虎等[5]、胡梅等[6]利用MODIS数据分别对森林火点、秸秆焚烧火点进行判别监测,证实了MODIS数据用于火点监测的可能性,并表明利用阈值监测的火点精度与地区背景值具有一定的关系。
基于MODIS数据的山东省秸秆焚烧遥感监测
许越越;赵明松;苏弘扬
【期刊名称】《科技创新与生产力》
【年(卷),期】2018(000)007
【摘要】基于Terra卫星的MODIS遥感数据,选取2017年5月25日—6月15日山东省的秸秆焚烧状况进行了遥感监测与分析.利用MODIS提供的MOD14热异常遥感影像数据和MOD03地理定位遥感影像数据,结合MCD12Q1土地覆盖遥感影像数据提取出秸秆焚烧火点,并叠加山东省行政区划数据进行分析处理,得到山东省秸秆焚烧火点分布的遥感监测结果.遥感监测结果显示:秸秆焚烧空间分布主要集中在济南市、枣庄市、滨州市以及济宁市这4个城市,时间分布主要集中在5月28日—6月3日这7 d.指出该研究可为农业、环保等相关部门的监督治理提供科学准确的依据.
【总页数】4页(P33-36)
【作者】许越越;赵明松;苏弘扬
【作者单位】安徽理工大学测绘学院, 安徽淮南 232001;安徽理工大学测绘学院, 安徽淮南 232001;安徽理工大学测绘学院, 安徽淮南 232001
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.基于MODIS数据的秋季作物秸秆焚烧遥感监测研究 [J], 谷金英;马冠南
2.基于MODIS的河南省秸秆焚烧遥感监测与分析 [J], 李佳;李舒婷;段平;张驰
3.利用MODIS数据进行秸秆焚烧遥感监测 [J], 朱杰;胡德茂;胡艺洲;孙鸿儒;陈世宏
4.基于MODIS数据的山东省秸秆焚烧遥感监测 [J], 许越越;赵明松;苏弘扬;
5.基于MODIS数据的山东省秸秆焚烧与空气质量关系探析 [J], 苏慧毅; 翟梦真; 王文林; 李明诗
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基于MODIS数据的秸秆焚烧火点提取研究陈少鑫;张坤;韩璞【摘要】针对秸秆焚烧造成大气污染物,导致周边省市空气质量恶化发生雾霾的现象,本文综合利用遥感技术、卫星遥感火点提取方法,对河南省2014年10月6日—10日及10月12日秸秆焚烧进行了综合分析,研究结果表明:10月7日,河南省秸秆焚烧火点最多,集中分布在河南省的北部和东部,北部地区秸秆焚烧火点相对密集,10月8日、10月9日,该区域仍存在火点,10月10日的火点数是10月8日与10月9日的火点数之和,10月10日的秸秆焚烧火点集中分布在河南省的北部,验证了该方法的可靠性.【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】3页(P40-42)【关键词】ArcGIS;遥感影像;MODIS;空气质量;秸秆焚烧【作者】陈少鑫;张坤;韩璞【作者单位】安徽理工大学测绘学院, 安徽, 淮南 232001;安徽理工大学测绘学院, 安徽, 淮南 232001;安徽理工大学测绘学院, 安徽, 淮南 232001【正文语种】中文【中图分类】X171由于城镇化进程的加快,特别是农村地区经济状况的改善,越来越少的人采用燃烧农作物秸秆的方式来取暖和做饭,导致大量农作物秸秆闲置。
农作物秸秆很少作为其他的用途,大多情况下选择焚烧的方式处理作物收割后的残留秸秆[1-4]。
这种处理秸秆的方式虽然既快速又经济,但在燃烧过程中能够产生大量的一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、苯和多环芳烃等有害气体及可吸入颗粒物[5-9],不仅使周围大气环境质量急剧下降,损害人们的身体健康,而且可能会造成城市地面交通和航班的紊乱,引发突发性交通事故,降低运输效率[10-16]。
本文采用MODIS火点数据提取出的河南省地面火点与利用影像提取出的河南省耕地空间分布信息进行叠加,排除了固定热源和误判点,准确地提取出了秸秆焚烧火点,并验证了本文提出方法的可行性。
1 地面火点提取方法1.1 提取流程利用河南省2014年10月6日—12日火点数据,对该研究区采用MODIS进行地面火点提取,流程如下(见图1)。
河南农业科学,2016,45(11):149-154Journal of Henan Agricultural Sciences doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2016.11.030基于MODIS数据的河南省秋季作物秸秆焚烧火点监测研究张彦1,刘婷1*,李冰2,程永政1,王来刚1,郭燕1,武喜红1,贺佳1(1.河南省农业科学院农业经济与信息研究所,河南郑州450002;2.郑州澍青医学高等专科学校,河南郑州450000)摘要:利用MODIS热异常产品数据,提取河南省秋季作物收获期的秸秆焚烧火点信息,经过初步筛选和地面验证,分析该时段内秸秆焚烧火点数量及时空分布格局,以期对政府为控制秋季秸秆焚烧采取的约谈措施进行效果评价。
结果表明,利用MODIS热异常产品数据提取的河南省秋季作物收获期秸秆焚烧火点的准确度可达86.54%,能准确反映河南省秋季作物秸秆焚烧火点的空间分布与发展态势。
河南省2015年秋季作物秸秆焚烧火点主要集中在豫中、豫东、豫南地区,尤其是周口、驻马店、南阳、信阳、开封等市,5个地区的秸秆焚烧火点总数占到全省秸秆焚烧火点总数的79.90%。
2015年河南省秋季作物秸秆焚烧主要发生于9月27日至10月20日共24d,整体表现平—增—减—平—增—减的趋势。
河南省政府针对秋季作物秸秆焚烧采取政府约谈措施之后,秸秆焚烧火点数量大大减少,整体干预效果明显。
利用遥感监测技术可对作物秸秆焚烧进行动态监测,为各级监管部门及时提供大范围内的秸秆焚烧信息,也为加强秸秆焚烧监控提供了可靠依据。
关键词:秸秆焚烧;火点;遥感监测;MODIS数据中图分类号:S127文献标志码:A文章编号:1004-3268(2016)11-0149-06Monitoring of Autumn Crop Straw Burning Fire Points inHenan Province Based on MODIS DataZHANG Yan1*,LIU Ting1*,LI Bing2,CHENG Yongzheng1,WANG Laigang1,GUO Yan1,WU Xihong1,HE Jia1(1.Agricultural Economy and InformationResearch Institute,Henan Academy of Agricultural Sciences,Zhengzhou450002,China;2.Zhengzhou Shuqing Medical College,Zhengzhou450000,China)Abstract:MODIS thermal anomalies data was used to extract fire points information during the autumn harvest in Henan province,and the quantity and space-time distribution of straw burning fire points were analyzed after a preliminary screening and ground validation,so as to evaluate the effect of intervention management measures taken by the government for crop straw burning.The results showed that the accuracy rate of straw burning fire points extracted in this paper could reach86.54%,which could accurately reflect the spatial distribution and development trend of autumn crop straw burning phenomenon in Henan province.The straw burning fire points mainly concentrated in the centre,east and south of Henan province,especially in the cities of Zhoukou,Zhumadian,Nanyang,Xinyang and Kaifeng,whose straw burning fire points accounted for79.90%of the province’s total.The autumn crop straw burning lasted for24d in Henan province in2015,which occurred mainly in the September27th to October20th,the overall trend was flat—increase—decreases—flat—increase—decreases.Henan government intervention overall effect was obvious,because after the interview measures for crop straw burning which were taken by the government,the number of straw burning fire points greatly reduced.Use收稿日期:2016-05-20基金项目:河南省科技成果转化项目(142201110033);河南省超级产粮大省奖励资金扶持粮油良种培育等项目(豫财贸[2015]131号)作者简介:张彦(1989-),女,山东临沂人,硕士,主要从事农业遥感应用研究工作。