谷金英 馬冠南

摘 要：本文選取MODIS熱異常數(shù)據(jù)對2017年吉林省中西部地區(qū)秋季作物收獲期的秸稈焚燒狀況進行監(jiān)測，統(tǒng)計分析該時段內(nèi)秸稈焚燒火點的時空分布格局。使用遙感衛(wèi)星手段對農(nóng)作物秸稈焚燒狀況進行監(jiān)測不僅能為監(jiān)管部門提供可靠的數(shù)據(jù)支持，同時能夠加強對秸稈焚燒預防和管控的能力。

關鍵詞：遙感監(jiān)測；MODIS；秸稈焚燒；火點

中圖分類號：S-3 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20180329074

吉林省被譽為世界三大黃金玉米帶之一，是我國的主要產(chǎn)糧區(qū)，然而每年作物秋收季節(jié)，也是秸稈焚燒最嚴重的時期，雖然相關政府部門采取了多種措施警戒、督查，但各縣、鄉(xiāng)焚燒秸稈的現(xiàn)象仍屢見不鮮。秸稈焚燒會產(chǎn)生大量的灰塵、煙霧，形成霧霾，不僅威脅公共交通安全，也會危及人類健康。利用衛(wèi)星遙感技術可以實時、大范圍、快速地監(jiān)測秸稈焚燒的狀況，準確地獲取火點發(fā)生的位置以及不同地區(qū)的火點數(shù)量，從而為監(jiān)管部門針對秸稈焚燒治理提供有價值的參考信息。

1 數(shù)據(jù)來源與處理

1.1 數(shù)據(jù)來源

MODIS數(shù)據(jù)有36個觀測通道，波段范圍寬、監(jiān)測頻率廣、靈敏度高[4]，其中MOD14熱異常數(shù)據(jù)可以直接獲取使用，是監(jiān)測分析秸稈焚燒理想的數(shù)據(jù)源。鑒于此，本研究選取2017年9月30日—10月23日共24d的MODIS熱異常產(chǎn)品數(shù)據(jù)mod14用于火點的提取。利用1：10萬吉林省行政區(qū)劃圖、耕地矢量圖等數(shù)據(jù)，對吉林省中西部地區(qū)的農(nóng)用地秸稈焚燒狀況進行監(jiān)測和分析。

1.2 數(shù)據(jù)處理

由于MODIS數(shù)據(jù)具有非常詳細的經(jīng)緯度波段信息，不必選取多個地面控制點即可對影像進行精校正[5]，因此MOD14數(shù)據(jù)的預處理主要是進行投影轉換。首先利用ENVI5.3軟件讀取MODIS數(shù)據(jù)，通過經(jīng)緯度信息建立地理查找表GLT文件，進而對MOD14數(shù)據(jù)進行地理地位。通過ENVI5.3中的ROI閾值工具提取熱異常點，保存為shapefile格式，導入到Arcgis軟件中，疊加到吉林省行政區(qū)劃圖中，通過裁剪功能提取吉林省中西部地區(qū)多天內(nèi)的火點及熱敏感點信息，導入耕地矢量圖并與提取的火點圖層進行疊加，火點位于耕地范圍內(nèi)的即視為秸稈焚燒點。

2 結果與分析

2.1 火點分布地區(qū)

通過MODIS數(shù)據(jù)處理分析可知，2017年9月30日—10月23日吉林省中西部地區(qū)24d內(nèi)的火點數(shù)目為693個，其空間分布情況如圖1所示。秸稈焚燒火點涉及22個縣市，具體各地級的火點分布情況如表1所示。

從圖1可以看出，除了通榆縣、乾安縣、寧江區(qū)、扶余縣和樺甸市5個縣市沒有秸稈焚燒火點外，其他各地縣市均有火點分布，從火點分布的空間布局來看，白城市、長春市和四平市是火點分布的主要集中區(qū)域，3個地區(qū)的火點總數(shù)共計634個，占研究區(qū)秸稈焚燒火點總數(shù)的91%。其中以白城市的洮北區(qū)最為突出，火點數(shù)目為125，占火點總數(shù)的18%，遠高于其他縣市，其次為洮南市，火點個數(shù)為89，占火點總數(shù)的12.8%。此外，公主嶺市、榆樹縣和梨樹縣以及長嶺縣4個縣市的秸稈焚燒現(xiàn)象較其他地區(qū)嚴重，火點個數(shù)均大于50。從監(jiān)測圖中還可以看出，其他各地區(qū)的火點多集中分布在市、縣交界處，這可能是由于在市、縣交界處秸稈焚燒監(jiān)管力度薄弱造成的。從表1中可以看出，不同地市的火點數(shù)量存在較大差異，主要原因可能是由于各地方政府對秸稈焚燒監(jiān)督檢查的力度不同。

2.2 火點的時間序列

雖然每年秋收季節(jié)各地方政府都會提前部署和督導秸稈焚燒工作，但由于作物收獲期秸稈量大，農(nóng)戶收割作物時間不相同等多方面因素，導致秸稈焚燒的現(xiàn)象仍普遍存在。圖2列出了2017年9月30日—10月23日遙感監(jiān)測的秸稈焚燒每日火點個數(shù)結果，如圖2中所示，監(jiān)測前期秸稈焚燒現(xiàn)象較少，監(jiān)測首日有一個火點，監(jiān)測第2天無火點，從10月3—7日火點個數(shù)也較少，分別為3、0、4、2、8個，之后的5d均無火點存在，監(jiān)測后期火點個數(shù)呈現(xiàn)逐漸增多的趨勢，除10月14日和16日火點個數(shù)較少，分別為9個和4個外，從10月13—17日每日的火點個數(shù)均大于等于30個，而從10月18日開始秸稈焚燒進入高峰期，10月18日火點個數(shù)為168個，可能由于天氣多風的原因，10月19日火點個數(shù)驟降為30個，而10月20日火點個數(shù)再次飆升為169個，達到整個監(jiān)測期的最大值，10月21日火點個數(shù)略微下降為119個，隨后幾日秸稈焚燒現(xiàn)象逐漸減少，10月22—24日火點個數(shù)分別為29、23、16個，至此2017年秋季作物秸稈焚燒監(jiān)測結束?？v觀整個監(jiān)測期，2017年吉林省中西部地區(qū)秋季作物秸稈焚燒火點主要集中在10月13—24日。監(jiān)測前期，由于農(nóng)民忙于集中收割作物，所以秸稈焚燒現(xiàn)象較少，火點數(shù)較少且趨于平穩(wěn)，監(jiān)測后期作物被大面積收割，同時大量的秸稈沒有出口，秸稈剩余量過大，又由于冬季時間長，農(nóng)民整地的時間短，往往一燒了之，導致秸稈焚燒現(xiàn)象加重，火點個數(shù)逐漸增多，隨后進入秋收末期，隨著秸稈數(shù)量的減少，秸稈焚燒的現(xiàn)象也逐漸減少。整個監(jiān)測期內(nèi)火點發(fā)生的規(guī)律與作物收獲期基本一致，因此政府應該掌握好農(nóng)民秋收的時間進度，及時跟進加強禁止焚燒秸稈的宣傳力度和監(jiān)管措施，方可有效地遏制焚燒秸稈的現(xiàn)象發(fā)生。

3 結論與討論

本文使用MODIS熱異常產(chǎn)品MOD14數(shù)據(jù)對2017年吉林省中西部地區(qū)秋季作物秸稈焚燒進行監(jiān)測，提取出研究區(qū)內(nèi)的著火點信息，并對秸稈焚燒火點的數(shù)量及時空分布格局進行分析，結果表明與傳統(tǒng)人工監(jiān)測秸稈焚燒方法相比，通過遙感衛(wèi)星技術手段，可以及時、全面、快速地掌握秸稈焚燒的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，為各級環(huán)境監(jiān)管部門加強對秸稈焚燒的監(jiān)察和預警提供可靠的決策依據(jù)。

參考文獻

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作者簡介：谷金英，吉林省農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究實習員。