利用Landsat数据的SWIR和LWIR波段监测森林火点

热红外数据可以监测自然灾害如火点。LWIR(长波红外)可以检测到热点信息,可以区分高空冷云和燃烧的烟雾;SWIR(短波红外)可以穿透雾霾和烟雾,所以,利用短波红外影像可以穿透烟雾分析活跃的森林火点和识别火点。

由诸如RAB(Range and Bearing)公司提供机载ISR系统和安全服务,分析火情,提供燃烧区域的excel表格。卫星传感器如WV3也提供了多光谱数据,包含短波红外波段,可以提供火情信息和灾后分析。

当没有参考的RAB数据或者WV3数据时,Landsat8数据是个不错的选择,以2014年的一场火灾为例,下图为2014年8月3日的,英国哥伦比亚河的真彩色合成数据:

从USGS网站下载的数据

在真彩色图像上可以看到燃烧的烟雾,如果不拉伸显示的话很难看到燃烧区域和其他信息,用短波红外数据的这种组合方式:R=SWIR2,G=SWIR1,B=SWIR2显示,如下图:

用短波红外波段假彩色合成显示

在上图假彩色合成的图像上,烟雾没有了,粉红色区域是火烧的范围以及高亮显示的火点区域清晰可见,左边的这块燃烧区域在可见光波段很难看出来,下面是TIR1波段彩色显示之后的结果:

特红外波段彩色显示图

在真彩色合成图上完全没有冒烟的左侧区域,在热红外波段的彩色图上非常明显,对多光谱数据做分析可以得到容易解译的结果。其中一个有用的参数就是计算归一化火点指数,在ENVI5.2中,提供了光谱指数工具,可方便地计算出归一化火点指数NBR,公式为:NBR=(NIR-SWIR)/(NIR+SWIR),在NBR图像上,颜色暗的象元代表燃烧区域。如下图所示:

灾后归一化火点指数(post-fire NBR)

对火灾发生前后的两景NBR数据相减,可以得到火点指数的差值图DNBR,该图像表明了火烧程度,差值图可以用/Band Algebra/Band Math工具计算,公式为:DNBR = 燃烧前的NBR –燃烧后的NBR 。

原文链接:https://bbs.csdn.net/forums/gisrs?spm=1001.2014.3001.6682

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