制作视觉冲击力强的火场态势图

火场

林火防控可以分成几个阶段，首先是发现，这个主要是通过时间分辨率高空间分辨率低的卫星开展的，比如葵花8号、高分四号等，我们之前对高分四号的图像处理方法以及其图像样例做了一些介绍；第二是火情发生后的火场态势分析；第三是火灾结束后的损失估算。

这里主要是讲讲第二步的火场态势分析。这里一般使用空间分辨率在100米以下的卫星，关注火线、烟雾、地表过火面积三个要素。能分析火线需要有短波红外或者中红外的波段，其他两个要素一般的卫星都还可以使用。

这里我们就用波段最完备的哨兵二号来做个分析，描绘的是2021年1月19日在广东高要市的一场火灾。

图1 最常用的可见光图像

可见光组合可以看到烟和过火区域，但是看不到火线。

图2 使用短波红外-近红外(B12-B11-B08)的波段组合

这个假彩色组合可以穿透烟雾（因为这三个波段是长的），可以看到很形象化的火线，也可以看到过火痕迹，将后两个要素重点体现了。唯一不好的就是植被表现为蓝色，可能不太符合普通人的审美和理解。

图3 B12波段

图4 B12提取的火线

其中B12感受的火点温度较低所以描绘的火线面积较大较多。

图5 B11提取的火线

图6 B11提取的火线

而B11感受的火点温度更高所以其描述的火线面积较小较少。

图2做的组合中黄色的部分是B12和B11都有的，表明温度较高，边缘一些的红色是只有B12有，这表明温度较低。

如果想同时看到烟雾和火线，那么就要采用一些图像处理方法来融合。

图7 融合图

以图2可见光图像为底图，结合火点位置将图3的火线部分内容与之融合，形成既可以看到烟雾也可以看到火线的融合产品，这个产品生动地体现了目前火场燃烧的情况。

图8 短波红外-近红外-可见光

如果不需要真彩色作为底图，那么将三组波段都组合到一起的方式更好，这样的信息量是最大的，可以最大程度区分地物类型。

将前后两期切换成动图，就更能体会到过火的情况。

图8 着火前(1月14日)和着火中(1月19日)的切换比较

这一组制图方法通过程序脚本实现，基本上可以在获取数据之后自动批量化完成，形成纸质以及网页报告。

陈甫 副研究员
中国科学院空天信息创新研究院
chenfu@aircas.ac.cn
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