农作物秸秆焚烧遥感监测方法研究
卫星遥感秸秆焚烧解决方案
卫星遥感秸秆焚烧解决方案随着全球气候变化的加剧和环境问题的日益突出，秸秆焚烧所产生的污染和危害也逐渐引起了人们的关注。
秸秆焚烧不仅会导致大量的二氧化碳和其他有害气体排放，还会对空气质量和人体健康造成严重影响。
因此，寻找和实施解决秸秆焚烧问题的有效措施变得迫在眉睫。
卫星遥感技术作为一种高效、准确的监测手段，被广泛应用于环境监测和资源调查中。
在解决秸秆焚烧问题方面，卫星遥感技术可以发挥重要作用。
首先，通过卫星遥感可以实现对秸秆焚烧的全面监测和分析。
卫星传感器可以获取大范围、高分辨率的遥感数据，利用这些数据可以准确地识别出秸秆焚烧的位置和范围。
其次，卫星遥感还可以提供秸秆焚烧的时空动态信息，帮助监测人员了解秸秆焚烧的季节性和区域性特点，为制定相应的防控措施提供依据。
卫星遥感技术在秸秆焚烧解决方案中的应用还包括以下几个方面。
首先，通过监测秸秆焚烧的烟雾排放，可以评估秸秆焚烧对大气环境的影响。
卫星遥感可以提供烟雾浓度、污染物浓度等信息，帮助环保部门及时采取措施，减少空气污染。
其次，卫星遥感还可以实现秸秆焚烧的追踪和溯源，通过分析遥感数据可以确定焚烧源，从而加强对焚烧行为的监管和执法。
此外，卫星遥感技术还可以与气象数据相结合，提前预警秸秆焚烧风险，为防控工作提供预测和预警。
尽管卫星遥感技术在秸秆焚烧解决方案中具有巨大潜力，但也面临一些挑战。
首先是遥感数据的获取和处理问题。
卫星遥感数据的获取需要专门的设备和技术支持，而且数据处理也需要一定的专业知识。
其次是遥感数据的解译和分析问题。
遥感数据中包含大量的信息，如何从中提取有用的信息并进行准确的解译和分析是一个复杂的问题。
此外，卫星遥感技术还需要与其他技术手段相结合，才能形成综合的解决方案。
为了有效应对秸秆焚烧问题，除了卫星遥感技术外，还需要制定一系列综合的政策措施。
首先，需要加强对秸秆资源的合理利用，鼓励发展秸秆综合利用产业，减少焚烧行为。
其次，要加强对秸秆焚烧行为的监管和执法，严厉打击非法焚烧行为，加大对违法焚烧者的处罚力度。
农业工程中的农作物遥感监测与分析技术
农业工程中的农作物遥感监测与分析技术农业是国民经济的重要组成部分，而农作物的生长状况对农业产量和农民收入有着直接的影响。
为了提高农作物的生产效率和管理水平，农业工程领域引入了农作物遥感监测与分析技术。
这项技术通过使用遥感数据来获取农作物的生长信息，可以帮助农业生产者更好地进行农作物管理和决策。
农作物遥感监测与分析技术的基础是遥感技术。
遥感是利用航空器、卫星等遥感平台获取地球表面信息的一种技术手段。
通过遥感技术，我们可以获取到农田的光谱、热量、湿度等多种信息，从而了解农作物的生长状况。
这些数据可以通过遥感图像处理软件进行分析，生成农作物的生长监测图，帮助农业生产者及时了解农作物的健康状况。
农作物遥感监测与分析技术的应用非常广泛。
首先，它可以帮助农业生产者进行农作物的生长监测。
通过遥感技术获取的数据可以反映农作物的生长速度、叶绿素含量、土壤湿度等指标，从而判断农作物的健康状态。
农业生产者可以根据这些信息及时调整施肥、浇水等管理措施，提高农作物的产量和质量。
其次，农作物遥感监测与分析技术还可以用于农作物的病虫害监测。
病虫害是农作物生产中的重要问题，它们会严重影响农作物的生长和产量。
通过遥感技术，我们可以检测到农田中病虫害的分布情况，及时采取防治措施，减少病虫害对农作物的危害。
此外，农作物遥感监测与分析技术还可以用于农作物的产量估测。
通过遥感技术获取的数据可以反映农田的植被覆盖度、叶面积指数等指标，从而推算出农作物的产量。
这对于农业生产者来说非常重要，可以帮助他们进行农作物种植面积的规划和农产品的市场预测。
然而，农作物遥感监测与分析技术也存在一些挑战和限制。
首先，遥感数据的获取和处理需要专业的设备和软件，对农业生产者来说可能存在一定的技术门槛。
其次，遥感数据的分辨率和准确性也会对监测结果产生影响。
农业生产者需要根据具体情况选择适合的遥感数据源和处理方法。
为了进一步推广和应用农作物遥感监测与分析技术，我们可以采取一些措施。
基于HJ卫星IRS遥感数据的农作物秸秆火点提取模式研究
收稿日期：2010－10－08；修订日期：2010－12－23基金项目：全球变化研究国家重大研究计划课题（2010CB951503）和973前期专项课题（2010CB434801）资助。
作者简介：王玲（1986－），女，江苏泰州人，博士研究生，主要研究方向为高光谱遥感和大气环境遥感。
E-mail ：wl8394722@126．com ①彭光雄．环境小卫星HJ 林火探测试验．http ：//sciencenet．cn /m /user_content．aspx ？id =251818．基于HJ 卫星IRS 遥感数据的农作物秸秆火点提取模式研究王玲，田庆久，包颖（南京大学国际地球系统科学研究所，江苏南京210093）摘要：根据农作物收割前后的HJ －1B 卫星红外相机（IRS ）遥感数据特征，提出农作物秸秆焚烧火点提取模式：利用IRS 波段3（3．78μm ）与波段4（11．36μm ）结合两种经典火点探测算法首先提取出所有类型的地面火点；再利用收割前后的IRS 波段2（1．72μm ）与波段1（0．9μm ）建立农作物秸秆地判定依据，从而从所有类型的地面火点中识别出秸秆火点。
结合10月6日、10月21日的HJ －1B IRS 影像，对10月21日江苏省农作物收割时期的秸秆火点进行提取实验，并与对应的MODIS 探测结果进行相关分析，相关系数R 2为0．685，验证了研究方法的合理性。
关键词：遥感；农作物；秸秆焚烧；HJ ；IRS中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1000－0690（2011）06－0661－07随着农业收割机械化的发展，农民常常普遍采用焚烧的方式处理农作物收割后残留秸秆。
这虽然是一种即快速又经济的处理方式，但在燃烧过程中会产生大量的CO 、氮氧化物和多环芳烃等有害气体及可吸入颗粒物［1，2］，不仅造成大气环境质量的显著下降，直接影响当地居民的身体健康，而且可能干扰城市地面交通和航班的正常运营［3］。
农作物长势综合遥感监测方法
农作物长势综合遥感监测方法随着科技的不断进步，遥感技术已经成为现代农业中不可或缺的一部分。
农作物长势综合遥感监测方法能够快速、准确地获取农作物的生长状况，为农业生产的管理和决策提供了强有力的支持。
本文将详细介绍农作物长势综合遥感监测的原理、方法、优缺点及未来发展趋势。
遥感技术是一种利用卫星、飞机、无人机等遥感平台，通过传感器获取地球表面物体反射或辐射的电磁波信息，从而实现对物体进行远距离感知和识别的一种技术。
在农业领域中，遥感技术主要应用于土地资源调查、作物生长监测、农业灾害预警等方面。
其中，遥感图像处理技术是实现农作物长势综合遥感监测的关键手段。
农作物长势综合遥感监测需要采集多种来源的数据，包括卫星遥感数据、传统遥感数据、气象数据、土壤数据等。
其中，卫星遥感数据包括Landsat、Sentinel等卫星数据的接收和处理，传统遥感数据则包括高光谱、多光谱和近红外等数据。
这些数据经过采集、预处理和标准化等步骤后，将为后续的数据分析和处理提供重要的数据支持。
对于采集到的遥感数据，需要进行一系列的处理和分析，以提取出与农作物长势相关的信息。
这些处理和分析方法包括：图像处理：对原始遥感图像进行辐射定标、大气校正、地形校正等处理，以消除图像中的噪声和误差。
归一化：将不同来源、不同波段的遥感数据进行归一化处理，以减小数据之间的差异，提高数据的质量和精度。
降噪：采用滤波算法对遥感图像进行降噪处理，以消除图像中的噪声和干扰，提高图像的清晰度和质量。
特征提取：从经过处理的遥感图像中提取出与农作物长势相关的特征信息，如叶面积指数、生物量等参数。
模式识别：利用提取的特征信息，结合机器学习和深度学习等技术，实现对农作物长势的分类和识别。
实际案例中，可以通过对农作物长势的综合遥感监测，预测作物的产量和生长状况，从而为农业管理和决策提供科学依据。
例如，美国农业部利用卫星遥感数据成功预测了玉米、大豆等作物的产量，为农业生产提供了重要的参考。
基于MODIS数据的秸秆焚烧遥感监测研究
安徽农学通报2023年15期资源·环境·植保基于MODIS数据的秸秆焚烧遥感监测研究——以安徽省为例朱孟磊杨培松（宿州市自然资源勘测规划设计院，安徽宿州234000）摘要每年9月中旬至10月下旬是安徽农作物收获的时段，秸秆焚烧现象较为普遍。
监测人员现场调查可获取秸秆焚烧地点和焚烧程度，但监测规模和力度有限，无法大范围获取焚烧现场状况，从而无法进行有效的治理。
卫星遥感技术能够迅速获取大范围的秸秆焚烧火点位置，可对近期秸秆焚烧火点增加情况进行了解，具体分布情况进行分析比对。
本文基于MODIS提供的热异常数据以及MCD12Q1土地覆盖数据，通过MRT、ENVI遥感图像处理软件首先对原始数据进行格式转换和投影转换的操作，使其具备投影信息，并将热异常数据和土地覆盖数据转换为同一投影同一基准面下，然后再提取火点和农用地信息，并将两者信息求交集得出最终结果。
从而动态监测秸秆焚烧火点的位置信息，便于实施合理高效的禁烧政策。
关键词MODIS；秸秆焚烧；遥感监测；安徽省中图分类号F321.1文献标识码A文章编号1007-7731（2023）15-0093-06秸秆是指水稻、玉米等农作物收获果实后留下来的难以被合理利用的部分[1]。
我国每年产生的秸秆量较大，秸秆资源位于全世界第一位，占比高达30%[2]。
鉴于此，本文基于MODIS数据对安徽省秸秆焚烧动态变化进行了遥感监测研究，以期为秸秆监测提供参考。
1秸秆焚烧监测研究现状我国遥感卫星经过几十年的发展，已被广泛应用于资源环境、水文、气象、地质、测绘等领域。
现阶段，国内外秸秆焚烧监测研究基本以MODIS数据为数据源，具有众多光谱波段的特性决定了MODIS在理论上为提取火点提供了可能。
国内还常用环境小卫星红外相机拍摄的影像作为火点识别的数据来源[3]。
王子峰等[4]利用EOS/Terra卫星的MODIS数据并结合IGBP地表分类数据，再依据火点像元的各种辐射统计特性，将火点分为秸秆焚烧、林火、草原火3种类型，提高了火点的判别率；段卫虎等[5]、胡梅等[6]利用MODIS数据分别对森林火点、秸秆焚烧火点进行判别监测，证实了MODIS数据用于火点监测的可能性，并表明利用阈值监测的火点精度与地区背景值具有一定的关系。
多源卫星遥感秸秆焚烧过火面积动态监测
文章编号 ：１ ０ ０ ２ ～ ６ ８ １ ９ （ ２ ０ １ ７ ） 一 ０ ８ — ０ １ ５ ３ — ０ ７ 彦 ，贺 佳．多源卫星 遥感秸秆 焚烧过火 面积动态监测［ Ｊ ］ ． 农业工程学
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武喜红 ，刘
婷 ，程永政 ，王 来刚 ，郭
（ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｃ Ｓ Ａ Ｅ ） ， ２ ０ １ ７ ， ３ ３ （ ８ ） ： １ ５ ３ —１ ５ ９ ． （ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ ｗｉ ｈ ｔ Ｅ ｎ ｇ ｌ ｉ ｓ ｈ ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ） ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． １ １ ９ ７ ５ ０ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ２ — ６ ８ １ ９ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ ２ １ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ． ｔ ｃ ｓ ａ ｅ ． ｏ ｒ ｇ
如何利用遥感数据进行农作物遥感监测
如何利用遥感数据进行农作物遥感监测农作物遥感监测是一种应用遥感技术进行农作物生长状态、生长状况和产量等信息的获取和分析的方法。
它通过获取和分析遥感图像中的信息，可以准确地识别农作物类型、监测作物的生长情况，并提供农作物的空间分布图、生长曲线图、成熟期预测等有用数据，为农业生产决策提供科学依据。
下面将详细介绍如何利用遥感数据进行农作物遥感监测。
一、遥感数据的获取及预处理农作物遥感监测的第一步是获取合适的遥感数据。
在现代遥感技术中，卫星影像是最常见的遥感数据来源，如Landsat、MODIS等。
此外，无人机遥感也逐渐应用于农业领域。
根据监测需求，选择合适的遥感数据源并购买或下载相关影像。
在进行数据处理之前，需要对遥感影像进行预处理。
这包括辐射校正、大气校正、几何校正等步骤，以提高遥感数据的质量。
此外，还需要进行影像的拼接和重采样，以统一数据的空间分辨率和坐标系统。
二、农作物类型的识别农作物遥感监测的第二步是识别农作物类型。
通过遥感图像的颜色、纹理和形状等特征，可以对不同农作物进行自动或半自动的分类。
常用的分类方法包括像元分类、对象分类等。
在分类过程中，可以借助地理信息系统（GIS）和机器学习算法，提高分类的准确性。
三、农作物的生长状态监测农作物遥感监测的重要任务是监测和评估农作物的生长状态。
通过遥感数据，可以获得不同时期的农作物生长情况，如苗期、抽穗期、籽粒填充期等。
通过比较不同时期的遥感图像，可以分析农作物的生长速度、生长趋势和生长周期等信息。
常用的生长状态监测指标包括归一化植被指数（NDVI）、色素指数、叶面积指数（LAI）等。
这些指标可以通过遥感图像中的红外波段和可见光波段计算得到。
通过监测这些指标的变化，可以了解农作物的生长状况，并及时调整农业生产措施。
四、产量估测农作物遥感监测还可以用于农作物产量的估测。
通过遥感图像和地面实测数据的比较，可以建立农作物产量的模型，从而预测农作物的产量水平。
使用遥感技术进行农作物遥感监测的技巧与要点
使用遥感技术进行农作物遥感监测的技巧与要点农作物的生长和发展与农民的收入息息相关，也是国家粮食安全的重要组成部分。
而如何进行农作物的监测，了解其生长情况和变化趋势，一直是农业科学家和政府部门关注的重点。
遥感技术因其快速、广泛、高效的特点，成为了农作物监测的重要工具。
本文将介绍农作物遥感监测的技巧与要点。
一、选择合适的遥感影像农作物遥感监测的首要任务是选取合适的遥感影像。
一般而言，农作物监测需要高分辨率、多光谱的遥感影像。
高分辨率的影像可以提供更精细的农作物信息，而多光谱的影像可以提供更丰富的反射光谱数据，有助于对农作物的生长情况进行分析。
同时，定期获取遥感影像，特别是周期性获取同一区域的影像，可以更好地了解农作物的动态变化。
二、应用合适的遥感指标遥感指标是对遥感影像进行分析和解释的关键工具。
在农作物遥感监测中，常用的遥感指标包括植被指数（如归一化植被指数，简称NDVI）、水体指数（如水体归一化指数，简称NDWI）等。
植被指数可以描述植被覆盖的程度，反映植被的生长状况和变化趋势；水体指数可以用于检测农田的灌溉状况和潜在的干旱区域。
通过应用不同的遥感指标，可以更全面地了解农作物的生态环境和生长状态。
三、建立合理的分类方法农作物遥感监测的目标是对农田中的不同作物进行分类和判别。
为了实现这一目标，需要建立合理的分类方法。
常用的分类方法包括基于光谱特征的最大似然分类、支持向量机分类等。
通过比较不同分类方法的分类精度和效果，可以选择最合适的方法进行农作物分类。
四、借助地面观测数据进行验证遥感数据的精度受到多种因素的影响，包括大气、地表覆盖、遥感仪器等。
为了验证遥感监测结果的可靠性，可以借助地面观测数据进行验证。
地面观测数据可以包括农田现场调查、农作物样方调查等。
通过对遥感和地面观测数据的比对和分析，可以更准确地了解农作物的生长情况和发展趋势。
五、结合地理信息系统进行分析地理信息系统（GIS）是对空间数据进行管理和分析的工具。
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要
进入 21 世纪以来人们开始大面积焚烧秸秆，而且愈演愈烈。农作物秸秆焚 烧不仅消耗大量资源，释放大量的烟尘和温室气体对大气环境造成影响，还会 污染周围的水资源和土壤，直接或间接地危害人们的生产和生活。秸秆焚烧日 益成为一个严重的环境和社会问题，相关部门也大力的进行研究、监测及治理。 传统监测手段无法及时地获取整个区域全部焚烧秸秆的火点信息，卫星遥 感技术以其覆盖范围广、反应迅速、信息量大等特点广泛应用于环境监测等领 域，开始被用于秸秆焚烧的监测。秸秆焚烧火点监测的关键技术是地表温度的 反演和热异常点的提取，国内外已经有很多对火点卫星遥感监测的研究，技术 也日趋成熟和完善，特别是对森林火和草原火的遥感监测，但对秸秆焚烧的遥 感监测的研究较少。环境一号卫星，是中国首次专用于环境与灾害监测预报的 卫星，在其 B 星上搭载的红外相机设置了中红外和热红外通道，具备对热源的 探测能力，可用于秸秆焚烧火点监测。 本文在充分研究了 NOAA/AVHRR 和 EOS/MODIS 的火点监测算法的基础 上，根据环境一号卫星红外相机特点，建立环境卫星火点监测固定阈值算法， 并根据多时相卫星数据得出云检测阈值。 根据 MODIS 火点监测结果， 分析对应 的环境卫星的火点像元特性，建立环境卫星火点监测环境对比算法。根据长时 间秸秆焚烧火点监测结果，建立固定火点数据库，提高了秸秆焚烧火点监测准 确度。通过实验验证了环境卫星秸秆焚烧火点监测算法的可行性，发现环境卫 星红外数据对火点的探测灵敏度较高，能够较好地监测到秸秆焚烧火点，将其 监测火点和 MODIS 基于上下文算法的结果的相对比发现，两者空间分布一致， 但火点的具体数量、位置有一定差别，这与两种数据的空间分辨率的差异、空 间几何校正的精度的差异等因素有关，还需做进一步的深入研究。 关键词：秸秆焚烧;热异常;遥感监测;环境卫星
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Abstract
Since 21. century, more and more straw has been burned in large areas in China. Straw burning will not only consume a large number of resources, but also affect the atmospheric environment with sending a lot of harmful smoke and greenhouse gases into the air and pollute surrounding water and soil, endanger people's productive activities and life directly or indirectly. Straw burning is becoming a serious environmental and social issue. Research, monitoring and treatment are carrying on in relevant departments. It's impossible to acquire information of all straw burning fire spots by traditional monitoring tools. Satellite remote sensing technology which has advantages in such as extensive coverage, responsive, informative and widely used in environmental monitoring begins to be used for the monitoring of straw burning. The key technology of straw burning monitoring with satellite remote sensing is land surface temperature retrieval and detecting of the thermal anomaly points. Many studies have been made on fire monitoring with remote sensing and approach is increasingly mature at home and abroad, especially to forest fire and grassland fire. But there is less research on the monitoring of straw burning. HJ-1 Microsatellite Constellation is the first specified satellite for environment monitoring in China. As an infrared sensor, HJ-1/IRS is carried on one of HJ-1B which has mid-infrared band and thermal infrared band, has the capability of detecting hot abnormal points. In this paper, fixed threshold straw fire detection algorithm using simulated fire spots data for HJ-1B-IRS is proposed, based on the features of HJ-1B-IRS sensor and monitoring algorithm of NOAA/AVHRR and EOS/MODIS. The threshold for cloud detection was proposed by statistic of the cloud pixels of HJ-1B-IRS. According to the fire products of MODIS, I analyzed the property of the corresponding fire pixels of HJ-1B-IRS and built a contextual algorithm for HJ-1B-IRS fire detection. Based on the long term straw fire monitoring results, the database of fixed fire spots is
第三章 常用火点监测传感器及搭载卫星 .................... 15
3.1 NOAA/AVHRR ................................................. 15 3.2 EOS/MODIS .................................................. 17 3.2.1 EOS 计划 ................................................ 17 3.2.2 MODIS .................................................. 17 3.3 HJ-1B/IRS .................................................. 19
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目录
第一章 绪论 ............................................. 1
1.1 选题依据和意义 .............................................. 1 1.2 红外遥感应用概述 ............................................ 3 1.3 国内外热红外遥感研究进展 .................................... 4 1.3.1 热红外遥感地表温度反演研究进展 .......................... 4 1.3.2 热异常点及火点遥感监测研究进展 .......................... 5 1.4 主要研究内容 ................................................ 8 1.4.1 研究内容 ................................................ 8 1.4.2 技术路线 ................................................ 9
第二章 热异常点遥感监测原理 ............................ 10
2.1 热辐射原理 ................................................. 10 2.1.1 热辐射的基本定律 ....................................... 10 2.1.2 基尔霍夫（Kirchhoff）定律 .............................. 11 2.1.3 普朗克（Planck）定律 ................................... 11 2.1.4 斯特藩－玻尔兹曼（Stefan-Boltzmann）定律 ............... 12 2.1.5 维恩位移定律 ........................................... 12 2.2 火点遥感监测原理 ..........................................测算法研究 ........................ 22
4.1 NOAA/AVHRR 火点监测算法 .................................... 22 4.2 EOS/MODIS 火点监测算法 ..................................... 25 4.3 环境卫星红外数据秸秆焚烧火点监测算法研究 ................... 28 4.3.1 云识别算法 ............................................. 28 4.3.2 固定阈值算法 ........................................... 29 4.3.3 环境对比算法 ........................................... 32 4.3.4 亮目标滤除 ............................................. 33 4.3.5 火点区域综合 ........................................... 34 4.3.6 秸秆焚烧火点判定 ....................................... 34 4.3.7 固定火点的统计及滤除 ................................... 35