基于多元二次开发技术的火灾遥感监测与辅助决策系统开发及其实例应用研究

论文摘要

我国森林、草原分布不均、面积较广,每年的森林、草原火灾引发的森林草原损失达亿元。森林或草原火灾的发生的原因各种各样,且难以预防,森林草原火险的实时监测,全国各地也都在积极探索有效的方法来发现火点并实施扑救。但通常的方式是借助于第三方商业软件,业务运行费用较高,不能较好的结合我国气候、植被覆盖等特点,更准确完成火点的判辩与扑救决策支持。本文通过基于对象的C#开发语言、开源代码库GDAL、GoogleEarth COM API和ESRI公司的二次开发组件—ArcEengine,利用MODIS的1B数据或局地文件格式数据,建立全国的森林、草原火情、火险遥感监测与辅助决策系统,把已成熟的火灾监测算法嵌入到独立运行的程序中,快速判别着火点,利用辅助数据消除伪火点,并结合GoogleEarth强大的可视化、定位、路径分析等功能,来处置森林火灾的应急工作,达到对实时火灾进行快速扑救、降低危害,提高火灾、火险监测水平目标。本文主要研究内容是:建立森林草原卫星遥感、气象资料和地理信息数据集,收集整理典型森林草原火灾的EOS/MODIS遥感资料及与卫星资料相匹配的基础地理信息资料;通过研究森林草原在各通道的光谱特性,采用阈值算法进行火点识别、火点定位;结合我国林地、草地类型图、数字高程(DEM)、交通网、河网、县级行政区划图,利用历史或实时接收的MODIS数据,进行火点识别模式的实验性研究;结合不同地区的土地覆被/利用情况,建立适合于我国森林草原火险遥感监测判别阈值模式,研制开发森林草原遥感监测、服务业务系统;利用卫星遥感监测资料,结合地理信息等辅助因素,制作火区发布图,形成报表文件及服务产品。运用GIS的二次开发能力及其它辅助开发技术,结合EOS/MODIS卫星资料或局地文件数据用于森林、草原火灾的遥感监测是可行的,它可以较及时地发现火点并准确定位,结合GoogleEarth的部分地理信息功能辅助完成快速扑火决策,是火情监测的有力工具,本系统能够辅助各地区环保、林业等部门,为我国森林、草原的防火、灭火做出一定贡献。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 地理信息系统发展概述
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 我国林地和草地概况
• 1.2.2 国内外火灾现状
• 1.2.3 森林、草原火灾的原因
• 1.2.4 森林、草原火灾的危害
• 1.2.5 森林草原火灾扑救的主要三个阶段
• 1.2.6 研究的目的和意义
• 1.2.7 本文的主要工作和技术路线
• 第2章 MODIS 数据火灾监测的基本原理和算法简介
• 2.1 EOS/MODIS 遥感监测的原理
• 2.1.1 波段的选择
• 2.1.2 地物温度的计算
• 2.2 森林、草原火灾监测的主要算法简介
• 2.2.1 阈值法简介
• 2.2.2 亮温结合归一化植被指数（NDVI）火灾监测方法简介
• 2.2.3 邻近像元法简介
• 2.2.4 三维直方图火灾监测算法简介
• 2.2.5 彩色合成图火灾监测算法简介
• 第3章 系统开发与实现
• 3.1 基于ArcObject 技术的地理信息系统开发
• 3.2 GDAL 开源库与 GoogleEarth 及其 API 免费类库介绍
• 3.3 森林、草原火灾遥感及辅助决策系统设计
• 3.3.1 系统需求分析
• 3.3.2 系统建设目标
• 3.3.3 系统总体框架设计
• 3.4 森林、草原火灾地理信息系统开发与实现
• 3.4.1 系统开发
• 3.4.1.1 系统开发环境
• 3.4.1.2 .NET Framework 概述
• 3.4.2 二次开发
• 3.4.2.1 ERDAS 二次开发
• 3.4.2.2 IDL + ENVI 二次开发
• 3.4.2.3 GDAL+GoogleEarth COM API+AO 技术+Visual C#二次开发
• 3.4.3 系统功能实现
• 3.4.3.1 系统运行主界面
• 3.4.3.2 基本操作
• 3.4.3.3 像元值查询
• 3.4.3.4 局地文件格式（LD2）转为GEOTIFF 格式
• 3.4.3.5 轨道数据投影/投影转换实现
• 3.4.3.6 火点定位模式
• 3.4.3.7 影像视窗与GoogleEarth 地图地理空间的动态链接
• 第4章 实例应用分析
• 4.1 数据获取
• 4.1.1 MODIS 1B 数据
• 4.1.2 局地文件数据
• 4.2 本系统在实例中的应用
• 4.2.1 投影和格式转换
• 4.2.2 火点识别
• 4.2.3 辅助决策
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历