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数据京津冀的秸秆焚烧火点监测与分析作者:郭畅刘剋来源:《科技风》2019年第31期摘;要:秸稈焚烧会产生大量的气态污染物和颗粒物,给大气环境带来较大的影响。
卫星遥感具有大面积宏观、快速观测特点,能够高效监测火点并及时处理。
研究以MOD14、MOD03为数据源,结合京津冀土地利用数据提取2017年-2018年研究区内秸秆焚烧火点,分析火点个数变化和时空分布。
研究表明:京津冀地区秸秆焚烧主要集中在河北省中南部的保定市、石家庄市、邢台和衡水4市;秸秆焚烧火点多集中在春秋两季,呈双峰波动趋势;2018年火点个数明显少于2017年个数,说明人们的环保意识不断增强,禁烧工作得以落实。
关键词:卫星遥感;MODIS;秸秆焚烧;时空分布;京津冀中国是一个农业大国,随着我国农村产业结构调整和生活条件改善,秸秆产量不断增长,出现区域性、季节性过剩的现象。
据统计,我国每年产生秸秆7亿吨左右,占全世界秸秆总量的20%~30%。
[1]加之秸秆体积大、运输成本高和利用率低下等原因,出现大面积焚烧秸秆的现象。
[2]及时掌握火情发生的时间和地点,以及夏秋收时节的秸秆焚烧的地点和范围,对改善京津冀空气质量和生态环境有至关重要的作用。
秸秆焚烧火点空间分布相对分散且无规律性,传统田间人工巡检方式不仅浪费资源,也不能保障及时、有效地监测。
卫星遥感具有宏观、快速监测的特点,可以弥补人工巡检的不足,提供较为详细的火点动态信息,为各级政府、环保部门提供科学翔实的依据。
20世纪70年代末80年代初,国际上开始利用卫星遥感技术对火灾进行监测,国外研究学者采用美国NOAA系列气象卫星甚高分辨率辐射计AVHRR传感器进行火灾监测,AVHRR有五个通道,[3]是全球火灾监测研究中应用较为广泛的数据。
[3]而AVHRR数据图像边缘部分畸变较大,[4]其最大缺点在于非常容易饱和,[5]火点监测很容易受到干扰。
20世纪初,美国EOS系列TERRA/AQUA卫星装载了考虑火灾监测需求的MODIS传感器,可以更详细、更高效地对火点进行分析,在火情监测中具有特殊的功能和应用前景。
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。