摘要
森林火灾损害森林生态系统，威胁人类的生产活动，有效模拟和预测森林火灾对火灾管理部门是非常重要的。火灾模拟模型的精度受模型自身假设和模拟背景的限制，另外火灾模型通常需要多种输入数据和参数，如地形、可燃物、气象数据等，数据本身存在误差，使得模拟结果准确性降低。本文使用卫星遥感火灾监测数据对火灾模型进行校准和重初始化，限制模拟过程中误差的传递，提高火灾蔓延模型的精度，此外文中辅以多源卫星遥感数据进一步改善模拟的精度并用于火灾模拟结果评估。 本文基于改进的VIIRS火灾监测算法开展2013-2018年我国森林火灾监测，分析了2013-2018年我国森林火灾时空变化特征；使用FARSITE火灾蔓延模拟系统对2017年5月17日发生在我国内蒙古自治区陈巴尔虎旗的森林火灾进行火灾蔓延模拟，应用S-NPP/VIIRS火点数据对FARSITE模拟系统校准和重初始化，使用Landsat-8和GF-1数据生成FARSITE系统所需数据，结合多源卫星Sentinel-2A、GF-1、GF-4对火场不同时段的监测结果，并借助S?rensen系数评估VIIRS火点数据重初始化模拟系统前后FARSITE模拟火灾蔓延结果的精度；用火点数据处理得到的面源数据对火灾模拟系统重初始化，比较不同类型的重初始化数据对模拟结果的影响。本文研究结果如下： (1).分析我国2013-2018年卫星遥感监测森林火像元数量时空变化结果表明，我国林火空间分布未发生显著变化，主要集中在东北林区、西南林区和南方林区，三大林区年均森林火像元数量占全国总数的89.42%。全国森林火像元数量呈逐年递减趋势，2018年全国森林火像元数量较2013年减少58.29%。3、4月份为全国森林火像元增加最多的月份，森林火点数量占全年的38.3%。东北林区森林火像元较多的时间为4月份和10月份，南方林区和西南林区为春季，不同区域森林火点增加的月份略有差异。 (2).VIIRS火点对FARISTE模拟系统重初始化结果显示，各模拟过程中模拟精度均随时间的推移逐渐降低，使用点源数据模拟过程中最高精度提高56.89%，最终精度提高了45.45%；使用面源数据模拟过程中最高精度提高67.36%，最终精度提高了42.76%，使用火点数据对FARSITE模拟系统校准和重初始化能有效提高最终模拟精度，面源数据没有改进最终模拟结果。 (3).本文将卫星林火监测过程和火灾蔓延模拟预测过程结合起来，填补了该应用在我国的空白，此外在我国扑火对火灾蔓延和行为影响较大，模拟过程中加入扑火因素是必要的。
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