基于遥感卫星的秸秆焚烧火点监测与分析

刘易文 薛姣 张杰 王梓行 李苗

摘 要：本研究利用中华人民共和国生态环境部发布的基于TERRA的MODIS和AQUA的MODIS数据监测秸秆焚烧火点月报数据为基础数据，对黑龙江省2016年-2017年秸秆焚烧火点数据进行分析。结果表明：秸秆焚烧的火点主要集中在春季和秋季两个季节，2016年和2017年均呈现双峰型。2016年秸秆焚烧火点的两个峰值出现在3月和10月，2017年其峰值出现在3月和9月，且2017年的火点数量要高于2016年。

关键词：遥感；秸秆焚烧；MODIS；火点

中图分类号：TP79 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0039-02

Abstract： In this study， based on the TERRA MODIS and AQUA MODIS data published by the Ministry of Ecology and Environment of the people's Republic of China， we analyzed the straw burning fire point data of Heilongjiang Province from 2016 to 2017. The results showed that the burning point of straw mainly concentrated in spring and autumn， and showed two peaks in 2016 and 2017. In 2016， the two peaks of burning point appeared in March and October， and in 2017， the peak appeared in March and September， and the number of fire point in 2017 was higher than in 2016.

Keywords： remote sensing； straw burning； MODIS； fire point

1 概述

最近几年雾霾现象越来越严重，雾霾严重的影响了人类的生活和健康，越来越受到人们的重视，一些研究报道这与秸秆焚烧有一定的关系[1]。传统的秸秆焚烧火点的监测只能是通过人工定点监测，这样要花费大量的人力、财力和物力。近些年来随着卫星不断的发射成功和遥感的发展，通过遥感卫星来研究秸秆焚烧火点监测的研究越来越多。冯登超等人利用资源三号卫星影像对秸秆焚烧点进行监测[2]。高玉宏等以黑龙江省为研究区域，以风云三号气象卫星遥感数据为数据源，进行火点判识处理[3]。武喜红等基于Landsat8、GF-1、HJ-1A/B等多源遥感数据对河南省太康县秸秆焚烧过火面积进行估算[4]。魏鑫提出了一种基于嵌入式的、采用模块化设计方案、精度高、操作简单、成本低的无人机航拍监测秸秆焚烧系统[5]。贺宝华等利用 J2EE 技术建立秸秆火点监测系统。卫星数据被接收后，不需要进行卫星数据传输给用户，该系统就可以在服务器端进行处理，大大的提高了秸秆焚烧火点监测的效率[6]。毛慧琴等基于MODIS卫星数据、GFASv1排放清单数据及土地利用数据对东北三省2015-2017年秸秆焚烧火点及PM2.5排放时空分布特征进行了分析。其研究结果证明东北三省中黑龙江省火点最多，排放量最大[7]。因此本研究选择黑龙江省为研究对象，对黑龙江省2016年-2017年秸秆焚烧的火点进行细致分析，以期找出规律，为环境保护提出合理化建议。

2 火点监测与分析

2.1 MODIS传感器简介

中华人民共和国生态环境部秸秆焚烧火点月报数据是基于搭载在TERRA卫星上的MODIS传感器（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer，中分辨率成像光谱仪）和AQUA的MODIS传感器数据监测的。MODIS可以将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播，并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器，全球许多国家和地区都在接收和使用MODIS数据。该传感器的相关技术参数见表1。

2.2 2016年-2017年火点数据分析

研究区概况：

黑龙江省省会是哈尔滨市，位于中国最东北部，中国国土的北端与东端均位于省境。黑龙江省东部和北部以乌苏里江黑龙江为界河与俄罗斯为邻，与俄罗斯的水陆边界长约3045公里；西接内蒙古自治区，南连吉林省。黑龙江西部属松嫩平原，东北部为三江平原，北部、东南部为山地，多处平原海拔50～200米。黑龙江省为中国的农业大省。从图1遥感影像（波段4、3、2假彩色合成）中可以看出黑龙江省有大面积的植被。

据统计黑龙江省2016年1月到2017年12月的秸秆焚烧火点共9910个，其中2016年为3848个，2017年为6062个。秸秆焚烧的火点主要集中在春季和秋季两个季节，2016年和2017年均呈现双峰型。2016年秸秆焚烧火点的两个峰值出现在3月和10月，2017年其峰值出现在3月和9月，且2017年的火点数量要高于2016年。

3 结束语

秸秆焚烧不仅会给城市空气质量造成不好的影响，也会增加火灾的发生概率。秸秆焚烧火点的监测在生态环境保护中具有重要的现实意义。本研究利用中华人民共和国生态环境部发布的基于TERRA的MODIS和AQUA的MODIS数据监测秸秆焚烧火点月报数据为基础数据，分析了黑龙江省2016-2017年秸秆焚烧变化情况，从而为相关部门制定政策提供科学依据。

参考文献：

[1]程良晓.基于VIIRS数据的火点检测及秸秆焚烧对霾污染过程影响研究[D].山东科技大学，2017.

[2]冯登超，秦焕禹，杨晓冬，等.基于资源三号卫星影像的秸秆焚烧火点监测研究[J].电子测量与仪器学报，2015（4）：616-621.

[3]高玉宏，杨蕾，刘成新，等.基于气象卫星的黑龙江省秸秆焚烧监测[J].中国新技术新产品，2017（24）：18-19.

[4]武喜红，刘婷，程永政，等.多源卫星遥感秸秆焚烧过火面积动态监测[J].农业工程学报，2017，33（8）：153-159.

[5]魏鑫.基于嵌入式的无人机航拍监测秸秆焚烧系统研究[J].电子世界，2017（5）：85.

[6]贺宝华，陈良富，李莘莘，等.基于J2EE的秸秆火点监测系统设计[J].微計算机信息，

2010，26（12）：38-39.

[7]毛慧琴，张丽娟，厉青，等.基于卫星遥感的东北三省露天秸秆焚烧及其排放研究[J].中

国农业资源与区划，2018（4）.