林火遥感应用案例 | 林火现场无人机高光谱与热红外研究

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分享： 2020/04/14 15:24:29

研究背景

森林火灾是一种世界性的严重自然灾害。它分布广、发生频度高,破坏森林资源，干扰人民正常生活秩序，造成全球性环境污染,越来越受到各国政府的重视。如何采用遥感、地理信息系统技术等现代高新技术对森林火险等级进行预报和对森林火灾进行监测，成为当前国内外研究的热点。

S185机载高光谱成像仪采用革命性的画幅式高光谱成像技术，融合了高光谱数据的精确性和快照成像的高速性，能够瞬间获得在整个视场范围内精确的高光谱图像。可在1/1000秒内获得整个高光谱立方体数据，可高速捕捉动态目标的高光谱影像。Pro高性能机载双摄热红外成像仪，帧频30Hz或9Hz可选，热红外图像超高分辨率模式达1280x1024像素，温度灵敏度30mK，可测温度最高达+1500℃，能够满足对火焰温度的测量等工作。

为配合中国林科院资源信息研究所开展野外火烧试验，安洲科技无人机遥感服务团队赴江西采用S185机载高光谱成像仪与Pro高性能机载双摄热红外成像仪对中国林科院亚林中心炼山着火实况进行现场无人机航拍，获取了实时的林火高光谱影像与热红外温度影像。

▍S185高光谱测量结果

不同着火位置火焰光谱DN值对比

林火与绿色植物光谱DN值对比

基于阈值分割的火焰影像提取

从S185无人机高光谱影像数据反映出，火焰光谱的强度大小随着由火焰中心点向四周发散的空间距离变化而变化，距离越近，光谱强度越高，距离越远，光谱强度越低。火焰辐射光谱的峰值波长高于太阳光谱的峰值波长，这是由于其色温远低于太阳表层色温的原因；实际现场测量时，火焰处于高动态之中，S185测量速度极快，能够满足要求。

▍Pro热红外测量结果

林区炼山Pro 可见光图像

林区炼山Pro 热红外图像

从Pro热红外数据可以看出，火焰的表面温度高达800℃，内部的温度有可能更高；火焰周围的气体处于高温状态，无人机作业一定要达到安全高度才能保证安全，通过与现场环境结合研究发现，气体中的温度场会随着风向而变化，这是由于火势周围的气体处于高温状态而会随风飘动的原因，以上数据为林火防灾等工作提供了一定的参考价值。

[来源：北京安洲科技有限公司]

标签：林火遥感