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菏泽市极轨卫星遥感监测业务应用分析

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范文锋程萌李岩

摘要基于山东省极轨气象卫星遥感资料接收处理系统接收的极轨卫星遥感数据，利用中国气象局国家卫星中心的卫星监测分析与遥感应用系统（SMART），对极轨卫星遥感监测菏泽市植被、火情、干旱产品的制作过程进行详细说明，并对SMART菏泽本地化的结果进行展示，最后提出菏泽市极轨卫星遥感监测产品在服务过程中存在的问题和未来改进的方向。

关键词极轨卫星；遥感监测产品；SMART；山东菏泽

TP79A1007-5739（2017）21-0242-02

遥感监测作为传统气象监测手段的补充，在天气预报预警、重大自然灾害监测、农业生态及环境监测、气象及环境监测中得到了越来越广泛的应用，为我国国民经济建设和防灾减灾发挥了重要作用，也为区域乃至全球许多国家的经济发展做出了重要贡献[1]。山东省气象局早在1990年就建成了极轨气象卫星遥感资料接收处理系统[2]，经过多年的研究和应用开发，目前监测与服务项目涵盖农田、生态环境、海洋环境等多方面，并取得大量研究成果。信志红等[3]基于MODIS数据，对黄河口植被覆盖变化与气候因子相关性进行分析；李峰等[4]利用風云FY-3A卫星，对山东2010—2011年秋冬季的干旱状况进行分析。樊景豪等[5]利用MODID卫星遥感资料对2013—2014年菏泽市冬小麦增产的农业气象条件进行分析。菏泽是农业和林业大市，其冬小麦产量和林木蓄积量占全省的1/6左右。遥感是实现林田信息快速获取的重要手段，利用遥感资料监测冬小麦和林木的长势和受害情况，对冬小麦和林木长势的动态监测和灾害评估和救助具有重要的意义。2014年随着SMART系统在市级应用推广，菏泽市开始利用极轨卫星数据制作多种遥感监测产品，这些遥感监测产品也成为菏泽市城市气象灾害监测预警服务系统的重要组成部分。

1监测产品的制作

1.1数据预处理

山东省极轨卫星遥感接收系统接收的数据为1km、500m、250m分辨率的hdf格式1级（1B）数据，需要对其进行辐射校正和几何校正，最终得到可直接应用于SMART监测系统的ld3、ldf数据格式。

数据预处理可以利用SMART监测系统中拼接投影部分实现。在SMART监测系统中进行预定义分幅设置，对菏泽区域范围进行设置，利用拼接投影模块，选定投影范围和投影波段后进行投影。由于菏泽市面积范围较小，投影分辨率在遥感数据支持的情况下最好选择250m分辨率，如果使用1km分辨率遥感数据，最后生成监测产品会因分辨率不足而产生“马赛克”。在拼接投影完成之后，还要进行几何校正，在SMART监测系统中点击几何校正模块可实现。

预处理完成的数据为ld3、ldf格式，二者数据格式类似，不同处仅为头记录字节数，ld3格式头记录为4096个字节，ldf数据头记录为128个字节[6]。现以ld3数据格式为例进行介绍。ld3数据包括2个文件，即数据说明文件*.hdr和数据文件*.ld3。其中数据文件由头记录和数据组成，存储顺序为：头记录为4096个字节，第1个通道的数据（图像高度×图像宽度×2），…，第n个通道的数据（图像高度×图像宽度×2）。其中每一个通道的数据按行排列。

1.2植被遥感产品制作

在植被指数中，通常选用对绿色植物（叶绿素引起的）强吸收的可见光波段（0.6～0.7μm）及对绿色植物（叶内组织引起的）高反射和高投射的近红外波段（0.7～1.1μm），这2个波段对统一生物物理现象的光谱相应截然相反，因而可以对其使用比值、差分、线性组合灯多种组合来增强或揭示隐含的植被信息[7]。目前，业务上面最常用的植被指数为NDVI植被指数，其计算公式如下：

NDVI=■（1）

针对NDVI植被指数的计算，MODIS卫星主要采用1、2通道数据，FY-3BMERSI卫星主要采用3、4通道数据。NDVI植被指数计算可在SMART监测系统气候监测分析板块植被监测专题里面实现，植被指数完成之后在SMART的工作空间里面生成NDVI栅格数据文件。利用该栅格数据文件，在产品专题图模块里即可生成NDVI植被指数遥感监测专题图。值得注意的是，计算NDVI植被指数的时候，考虑到云等的影响，最好使用多天的NDVI指数最大值合成的数据，该项在数据合成模块可以实现。

1.3火情遥感产品制作

菏泽是林业大市，是全国4个平原绿化达标市之一和全国平原绿化先进单位。全市林业用地面积254669hm2，森林面积236409hm2，活立木总蓄积26539161m3，占山东省的1/6左右，林业产业总产值达到748亿元。每年9月在菏泽市举办的中国林产品交易会，也是我国唯一经国家林业局正式批准的具有行业代表意义的交易会。森林火灾不只是烧毁成片的森林造成经济损失，而且还降低