遙感地球所發布首幅全球30米分辨率火燒跡地分布圖
2018-05-14 15:40:59 來源:
中國科學院網站 
近日，中國科學院遙感與數字地球研究所何國金研究團隊經過科技攻關，在國際上首次獲得全球30米分辨率火燒跡地產品（global annual burned area map，GABAM）。
火燒跡地是全球及區域碳循環和氣候變化等研究所需的重要參數之一，衛星遙感技術則為快速獲取大區域火燒跡地空間分布信息提供了有效手段。國際著名機構如美國國家航空航天局（NASA）、歐洲空間局（ESA）、國際地圈生物圈計劃（IGBP）等已發布各種基于不同衛星遙感數據獲取的全球尺度火燒跡地信息產品，空間分辨率從250米到1度不等。其中ESA于2018年2月發布的Fire_CCI 5.0火燒跡地產品的空間分辨率為250米，是此前空間分辨率最高的火燒跡地遙感產品。
Landsat系列衛星數據是目前存檔時間最長、使用最廣泛的中分辨率衛星數據，為全球火燒跡地信息高精度提取提供了理想的數據源。然而，傳統的火燒跡地信息提取算法主要通過地表覆蓋變化檢測或者火點信息提取來實現，依賴于高時間分辨率的衛星數據（AVHRR,MODIS等）。針對Landsat衛星數據開展高精度火燒跡地信息提取研究是目前的一個熱點研究課題，美國地質調查局（USGS）于2017年發布了覆蓋美國本土的Landsat 30米分辨率火燒跡地產品，并制定了研發全球30米分辨率火燒跡地產品的科學計劃。
何國金團隊長期致力于衛星遙感數據RTU（Ready to Use，即得即用）產品的研發。本次全球30米分辨率火燒跡地分布圖成果主要是在國家重點研發計劃課題“大尺度全球變化數據產品快速生成方法”的支持下開展。團隊經過近兩年的科技攻關，基于Landsat系列衛星數據構建了全球高精度火燒跡地和非火燒跡地樣本庫，利用機器學習和大數據分析技術成功研發了全球火燒跡地高精度自動化提取算法，最終在國際上首次獲得全球30米分辨率火燒跡地產品（圖1，為更直觀地展示全球不同地區的火行為特征，對圖1進行了可視化處理，統計了0.25度格網內的火燒跡地像元比例，得到圖2）。利用隨機分層抽樣的方式在全球范圍選取精度驗證樣區（樣區的選擇兼顧不同地表覆蓋類型和火行為分區）進行精度驗證，精度驗證結果表明 GABAM 2015產品的總體精度約為93.92%。
目前GABAM 2015產品已通過網站https://vapd.gitlab.io/post/gabam2015/進行發布。
圖1. 2015年全球30米分辨率火燒跡地空間分布圖
火燒跡地是全球及區域碳循環和氣候變化等研究所需的重要參數之一，衛星遙感技術則為快速獲取大區域火燒跡地空間分布信息提供了有效手段。國際著名機構如美國國家航空航天局（NASA）、歐洲空間局（ESA）、國際地圈生物圈計劃（IGBP）等已發布各種基于不同衛星遙感數據獲取的全球尺度火燒跡地信息產品，空間分辨率從250米到1度不等。其中ESA于2018年2月發布的Fire_CCI 5.0火燒跡地產品的空間分辨率為250米，是此前空間分辨率最高的火燒跡地遙感產品。
Landsat系列衛星數據是目前存檔時間最長、使用最廣泛的中分辨率衛星數據，為全球火燒跡地信息高精度提取提供了理想的數據源。然而，傳統的火燒跡地信息提取算法主要通過地表覆蓋變化檢測或者火點信息提取來實現，依賴于高時間分辨率的衛星數據（AVHRR,MODIS等）。針對Landsat衛星數據開展高精度火燒跡地信息提取研究是目前的一個熱點研究課題，美國地質調查局（USGS）于2017年發布了覆蓋美國本土的Landsat 30米分辨率火燒跡地產品，并制定了研發全球30米分辨率火燒跡地產品的科學計劃。
何國金團隊長期致力于衛星遙感數據RTU（Ready to Use，即得即用）產品的研發。本次全球30米分辨率火燒跡地分布圖成果主要是在國家重點研發計劃課題“大尺度全球變化數據產品快速生成方法”的支持下開展。團隊經過近兩年的科技攻關，基于Landsat系列衛星數據構建了全球高精度火燒跡地和非火燒跡地樣本庫，利用機器學習和大數據分析技術成功研發了全球火燒跡地高精度自動化提取算法，最終在國際上首次獲得全球30米分辨率火燒跡地產品（圖1，為更直觀地展示全球不同地區的火行為特征，對圖1進行了可視化處理，統計了0.25度格網內的火燒跡地像元比例，得到圖2）。利用隨機分層抽樣的方式在全球范圍選取精度驗證樣區（樣區的選擇兼顧不同地表覆蓋類型和火行為分區）進行精度驗證，精度驗證結果表明 GABAM 2015產品的總體精度約為93.92%。
目前GABAM 2015產品已通過網站https://vapd.gitlab.io/post/gabam2015/進行發布。
圖1. 2015年全球30米分辨率火燒跡地空間分布圖
圖2. 2015年全球火燒跡地空間分布圖（格網化處理）
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