火点遥感监测原理

火点遥感监测的原理基于维恩位移定律。常温地物热辐射能量的峰值位于长波红外波段，随着温度升高，热辐射的峰值向波长较短的波段移动。因此火点的一个显著特征就是中红外波段的辐射能量高于常温地物。通过遥感观测的辐射能量可以计算物体的亮度温度，基于上述特征可设置适当的亮度温度阅值实现火点判别。

维恩位移定律是描述黑体电磁辐射能流密度的峰值波长与自身温度之间反比关系的定律。维恩位移定律说明了一个物体温度越高，其辐射谱的波长越短( 或者说其辐射谱的频率越高)。根据维恩位移定律，物体辐射峰值波长随温度升高向短波方向移动。

一般秸秆燃烧温度为500～1 000K,因此其辐射能量应主要集中在2.8～5.7 um。高温燃烧火的辐射主要集中在两个离散的区域，强带在4～5pum,弱带在2～3um,而其他谱段的辐射则相对小得多。由此可见，高温燃烧属于选择性辐射体。生物燃烧时，在中红外波段的辐射值要远远高于其周围背景像元，其辐亮度特征非常明显。对比而言,火点给其他观测通道所带来的辐射增量则相对较小，观测通道的辐射能量则几乎没有任何变化。火点辐射呈现出明显的非均匀性分布。相关研究表明，虽然火点辐射非均匀性分布包含大气非均匀吸收对观测结果的影响，但是其主要原因在于火点本身的选择性辐射特性。因此，利用火点的选择性辐射特性可以建立一个基于辐射观测数据的火情监测模型。

在常用的火点监测算法中，常将火点的辐射亮度转化为亮度温度，然后根据亮度温度阈值进行火点判定。亮度温度(简称为亮温)是描述一般地物辐射能力的“等效”温度参数，即在一定波段范围内，一般地物与绝对黑体具有相等的辐射亮度时，以绝对黑体的温度等效该地物的温度，此温度称为地物的亮度温度。

目前，主要用于火点监测的传感器为搭载在EOS/TERRA、 EOS/AQUA卫星上的MODIS， 搭载在NOAA系列卫星上的AVHRR和环境一号卫星上的红外相机等。