第5章-气象服务学.ppt

第五章 气象信息服务技术 主要内容 1气象信息服务技术方法概论 2揭示气象制约关系的基本方法 3气象控制因子的提取方法 4各类气象信息服务产品的制作方法实习2 气象控制因子的提取 本章重点 难点 重点 气象信息服务的质量指标 气象信息服务系统开发方法 揭示气象制约关系的基本方法 气象控制因子的提取方法 气象信息服务产品的制作方法 难点 揭示气象制约关系的基本方法 气象控制因子的提取方法 气象信息服务产品制作方法 1气象信息服务技术方法概论 一 气象信息服务的对象二 气象信息服务的基本方法三 气象信息服务的质量指标四 气象信息服务的技术方法体系五 气象信息服务系统开发方法 一 气象信息服务的对象 一切和气象有关的行业 对气象有需求的用户都应当是气象服务的对象 真正有效益的服务对象 理想服务对象 气象信息服务的目的是为气象控制工程服务提供有针对性信息 是气象控制工程决策的依据 而气象工程服务是最终产生服务效益的关键 气象控制器 根据 气象控制论 气象服务信息是气象控制信息子系统的输出产品 同时又是气象控制工程子系统的输入信息 因此 气象信息服务的对象是气象控制工程子系统 无的放矢问题 服务信息的针对性问题 解决 二 气象信息服务的基本方法 尽可能准确定量地掌握气象因子对服务对象系统的制约关系 并进一步提取出为具体实施气象控制工程所需要的气象控制因子 运用适用的气象科学技术方法 在基本气象信息的基础上制作出有专业针对性 满足实施气象控制工程精度要求的气象控制信息 运用现代信息技术 及时 准确地把气象控制信息传递给气象控制工程子系统 信息服务技术流程 准确 及时 动态传递服务信息 掌握制约关系 提取气象控制因子 制作能满足控制精度的专业服务产品 反馈信息 三 气象信息服务的质量指标 1 针对性是指气象信息服务产品是否明确针对气象控制工程系统在实施气象控制时的需要 2 有效性是指气象服务信息有多少新的有效信息量 3 及时性是指所提供的气象服务信息是否能够满足气象工程控制的时间性要求 衡量气象信息服务质量的首要指标 气象信息服务质量标准的 三性 是层级性的指标 第一层级的指标 针对性第二层级的指标 有效性第三层级的指标 及时性 它们都具有 一票否决性 四 气象信息服务的技术方法体系 气象信息服务总体方法包括 信息服务的对象 气象信息服务的原理 气象信息服务基本方法以及气象信息服务质量的标准 其中气象信息服务技术方法体系在气象信息服务总体方法之下包括四个子系统 见图5 1 气象信息服务总体方法 专业化方法子系统 产品制作方法子系统 产品传递技术子系统 服务营销技术子系统 图5 1气象信息服务技术方法体系 1 气象信息服务专业化方法子系统 为了在基本气象信息的基础上制作出有专业针对性的气象服务产品 必须明确制定用户所需要的气象服务信息的专业针对性 气象信息服务专业化方法子系统重点研究的是揭示气象对各行各业各种用户系统的制约关系和提取气象控制因子的方法 是指提高气象信息服务的专业针对性 2 气象信息服务产品制作方法子系统 在制约关系和相应气象控制因子明确后 进一步的任务是研究如何高质量地制作出实施气象控制所需要的信息服务产品 气象信息服务产品制作方法子系统的主要任务 是根据气象控制工程子系统对气象控制信息的要求 运用适用的科学技术方法 开发可投入气象服务业务运行的产品制作方法 3 气象信息服务产品传递方法子系统 气象服务信息及时准确地传递到气象控制工程子系统 对于提高气象信息服务效益具有重要意义 气象信息服务产品传递方法子系统 主要研究气象信息产品传递的现代化方法 4 气象信息服务营销方法子系统 通过市场推销产品是通常所说的营销问题 公益性服务产品并不需要通过市场来推销 但仍然有一个采用什么样的方法使用户更有效地了解和应用这些产品的问题 气象信息服务营销方法子系统主要研究气象信息产品的营销方法 五 气象信息服务系统开发方法 1 气象信息服务系统开发的原则根据系统工程原理 气象信息服务系统的开发应当遵循以下四个原则 1 系统整体性原则 2 高投入 效益比原则 3 标准化原则 4 协同原则 1 系统整体性原则在建设服务系统的全过程中 必须从系统整体高度去审视每一个部件和分系统 要根据系统总体原则进行系统调查和功能目标设计 并进一步分解和设计分系统 优选建设方案 2 高投入 效益比原则为了提高系统的效率和功能 应力求采用高新技术 但是另一方面 作为业务化的气象信息服务系统建设 也必须充分论证和预评估投入效益比 有些高新技术虽然从发展方向上看很有前景 但如果在现实情况下因为需求和环境条件等制约而难以有较高的投入效益比 也不可作为现实的优选方案 3 标准化原则气象信息服务系统是一个开放度很高的系统 系统优化的一个重要指标是标准化 包括文件以及数据的格式和内容都应当采用通用标准化规定 这样既有利于分系统之间的交换 也有利于产品的应用 标准化也是有市场前景的重要条件 4 协同原则系统的气象控制问题涉及到气象理论知识和用户系统一些深层次的工程技术问题 仅靠气象科技人员或者仅仅依靠用户系统的专业技术人员是难以处理好的 因此 在服务系统的开发研制过程中 气象科技人员和用户工程技术人员的协同合作是开发高水平气象信息服务系统的重要条件 2 气象信息服务系统的开发方法 1 生命周期法 2 快速原型法 99 1 法 3 直接面向对象法 1 生命周期法 生命周期法的基本思想是用系统的观点和系统工程的方法 按照用户至上的原则 自上而下逐级对信息系统进行分析和设计 生命周期法将整个信息系统的开发过程划分为五个阶段 形成一个系统的生命周期 系统规划阶段 进行系统用户的需求调查和可行性研究 提出系统规划方案 系统分析阶段 分析业务流程 数据流程 提出系统逻辑方案 系统设计阶段 在系统逻辑方案设计的基础上进行物理设计 包括系统应该采用的具体技术方法以及相应的格式代码 数据库文件设计 输入输出 模块结构以及功能设计等 同时根据设计要求采购并安装设备 系统开发实施阶段 进行系统程序开发 编程与调试 规程开发 建立相应的技术文档 系统设计说明书 用户手册等 进行人员培训以及数据准备 最后投入试运行 系统运行维护阶段 在运行中对系统进行调整 维护以及效果评价 如果在运行中出现了不可调和的重大问题 说明系统已经不适应新需求 标志着系统的生命将结束 生命周期法特别强调系统开发的整体性和全局性 强调开发过程的完整性和顺序性 这种方法比较适合于大型的气象信息服务系统的开发 如专用电视频道气象服务系统 互联网气象服务系统的开发等 2 快速原型法 99 1 法 利用多年来气象行业已经积累的大量有应用价值的科研成果 采用 快速原型法 进行气象信息服务系统的开发建设 快速分析 快速分析用户的需求 快速扫描已有的气象科技成果 并从中优选出最有希望花较少投入使之转化为能够满足用户需求的气象信息服务系统的科研成果原型 构造系统原型 根据用户需要 在选中的科研成果原型基础上进行延伸 转化和发展 构造气象信息服务系统原型 试运行系统原型 通过试运行完善系统原型 评价系统原型 通过考核评价 确定系统可否正式投入业务运行和推广使用 3 直接面向对象法 一是直接面向对象的分析 通过调查收集必需的材料 分析用户的特定需求 二是根据用户需求进行直接面向用户需求的目标设计 三是根据设定的目标进行具体的结构设计和编程 直接面向对象法适用于难以找到已有科研成果原型的小型气象信息服务系统的设计 3 气象信息服务系统开发的启动 需求调研 通过调研确定面向特定气象控制工程的气象信息服务系统开发的必要性 系统开发的技术可行性论证 在调研的基础上认定现有技术条件下开发出满足需求的气象信息服务系统的可行性 并在原则认定的基础上 制定出初步的系统开发计划 投入效益比预评估 对初步制定的系统开发计划的投入效益比进行预评估 为项目的立项提供决策依据 制定详细的系统开发实施计划 组织该系统开发实施计划的实施 4 气象信息服务系统的开发研制程序 在完成启动程序后 气象信息服务系统的具体开发研制主要包括三方面工作 1 必要的硬件系统建设 2 软件方法的研制作为一个气象信息服务系统 其软件方法研制的关键内容及具体流程见图5 2 3 系统的业务化试验 研究气象制约关系 提取气象控制因子 研究气象控制因子可测性 开发气象控制信息产品制作模型 检验气象控制信息的有效性 图5 2气象控制信息系统研制的一般流程 3 系统的业务化试验对于气象信息服务系统开发研制来说 不仅要在开发研制时要紧紧瞄准气象控制工程对气象控制信息的要求 在初步完成开发研究后 投入正式业务运行之前 必须经过试运行和试服务 通过试运行和试服务的验证后 才能验收 正式投入业务运行 2揭示气象制约关系的基本方法 一 揭示气象制约关系的基本思路和途径二 揭示气象制约关系的基本方法 一 揭示气象制约关系的基本思路和途径 1 基本思路利用应用物理学中各种可行的方法 研究揭示出气象条件制约用户系统运行状态和效益的物理机理 从方法论角度看 揭示气象制约关系实质上是一种规律研究 2 最低标准只要揭示出来的规律确实是客观存在的气象条件对用户系统运行状态的制约关系 就有一定的应用价值 只要所揭示出的制约关系的精确度符合用户系统实施有效气象控制的需求就行 3 揭示气象制约关系的途径 首先必须总结实践经验 形成初步认识 这一阶段的有效方法主要是经验分析的方法 然后为了深入地揭示气象和用户系统之间内在联系 需要采用一些定量分析研究方法 以求最终形成反映气象条件和用户系统之间的内在制约机制理论 因此 认识气象条件对具体系统制约关系的过程 是从初级逐步向高级发展的过程 即从感性认识上升为理性认识 二 揭示气象制约关系的基本方法 物理学中研究物体之间相互关系的各种方法都可能为揭示气象对用户系统的制约关系所用 揭示气象制约关系的基本方法概括为 经验分析方法 统计诊断方法 实验方法和物理理论推断方法四类 1 经验分析方法 经验分析方法是概括实践所积累的经验以形成对事物认识的方法 经验分析方法在气象科学技术方法体系中占有重要地位 在天气学以及动力气象学的学科发展过程中 天气预报实践所积累的经验起到了十分重要的基础性作用 在气象信息服务领域中 经验分析方法应用广泛 目前仍是认识气象和用户系统关系的基本方法 而随着服务人员经验分析水平的提高 经验分析方法将逐步走向客观定量化 由于经验分析方法只能根据经验定性地给出气象条件对用户系统的影响 这种影响的表达形式常常可以根据经验进行灵活设计 气象科学中常用的经验分析法 1 影响指数法 2 类比法 1 影响指数法 影响指数法是直接把气象制约关系表达为某种影响指数的方法 使这种影响指数既能反映气象条件对用户系统的影响关系 又具有现实可测性 可直接作为气象控制因子 人们在总结长期实践经验基础上 提出了用各种指数来反映气象条件对特定用户系统的影响关系 例如各种生物舒适度指数 火险临界指数以及旱涝指数等 2 类比法 类比法是对两类特殊事物之间进行分析比较的方法 是专门研究两类事物之间是不是存在类似规律的方法 它是将抽象思维和形象思维融为一体的一种独特的思维方法 类比法是一种经验性的推理方法 这种方法的前提是假设事物之间存在着某种程度的相似性 于是可以将另一学科已经成熟的模型通过类比移植到所研究的学科中来 例如 传染病传播模型是一种比较简明的反映传播机理的数学模型 记t时刻的健康者人数为s t 病人数为i t 并假设总人数为常数n 即 i t s t n且单位时间内一个病人能传染的人数与当时健康者人数成正比 比例系数k称为传染系数di dt ki n i 将这种传染病传播模型类比于信息传播 即假设已知信息者与未知信息者人数只是时间的函数 分别记为R t 和N t 且在信息传播过程中的人群总数T保持不变 即 R t N t T为简单起见 可将R t N t 理解为已知信息者与未知信息者在人群中所占比例 即 R t N t 1 类比可得 dR t dt kR t 1 R t 对上式求积分 即可获得关于R t 的解 显然 上述两个问题具有相同的性质 可以通过类比的方法建立类似的方程 反映的是相同的传播机理 2 统计诊断方法 统计诊断方法是根据概率论和统计学的原理 收集所研究事物有代表性的相关资料 选用适当的统计学模型对研究对象的总体特征进行诊断分析 从中找出总体的统计特征 统计学方法是重要的数学方法 用这种方法可以在一定信度水平下找出研究对象之间统计意义上的相关程度 在研究气象和用户系统之间的关系时 最常用的统计诊断方法主要有 相关分析法 主成分分析法 逐步筛选法 正交筛选法等 统计诊断方法适用范围很广 也是气象科技人员比较熟悉的方法 但是统计诊断方法只能说明事物之间的统计关系 不能直接说明事物之间相互作用的物理机理 3 实验方法 实验方法就是针对研究的问题去设计并调控研究环境 观测研究对象在可控条件下的运动和发展变化 通过实验揭示这些变化之间的客观联系 实验方法最大的优点是实验条件的可调控性和实验过程的可重复性 通过实验还可以定量给出物体之间的相互作用关系 实验方法不仅可用来揭示未被认识领域的气象和用户系统的关系 即使是理论上已经有一般性认识的 仍然需要具体到特定的用户系统 通过实验找出其具体的制约关系 如在研究气象条件对商品仓储的制约关系时显然不能满足于 湿度大容易发霉 的一般性概念 对于具体商品需要用实验方法掌握对它敏感的霉菌繁殖的具体温 湿度值 图5 3 温度 普通霉菌生长范围耐湿霉菌生长范围403020105060708090100相对湿度 图5 3霉菌生长的温湿度范围 4 物理理论推断方法 物理理论推断方法是揭示事物之间内在联系物理机理的理论方法 它必须在经验分析方法的基础上 进一步做必要的统计诊断分析和物理实验研究 并吸收和应用其它理论已有的成果 运用必要的数学方法对感性认识进行去伪存真 由表及里的分析和综合工作 最后形成系统的关于事物之间本质联系的理论 例 输油管道中油温的制约关系 石油管道运输时的效率主要取决于流速 在一定条件下流速又主要受油温制约 制约输油管中油温的基本方程是热传导方程 对热传导方程积分可得管道散热公式为 Q k D T T0 dL式中 dL为石油流动的管段距离 Q为dL管段在单位时间内向周围介质散失的热量 k为油流至管道周围介质 土壤 的总传热系数 D为输油管直径 T为油温 T0为管道埋置深度的地温 管道散热是稳定的传热过程 其热平衡关系为 k D T T0 dL GCdT式中G为所输石油的流量 C为石油的比热 dT为石油流动dL距离后油温的增量 上述方程是石油在管道中流动时油温变化的制约方程 可见 油温的变化主要受制于油流至管道周围介质 土壤 的总传热系数以及管道埋置深度的地温T0 从认识方法论角度来看 经验分析方法是最基本的基础性方法 而从认识的层次来看 它属于初级的方法 而在此基础上 统计诊断方法和物理实验方法将为进一步揭示制约关系提供有力的手段 物理理论方法是对各种认识途径所获得的认识进一步做由表及里的深入的分析 从而使认识升华 最后形成最高层次的理性认识方法 见图5 4 物理理论推断方法实验方法统计诊断方法经验分析方法图5 4揭示气象制约关系各种方法之间的关系 3气象控制因子的提取方法 一 气象控制因子的类型二 选定气象控制因子的基本原则三 提取气象控制因子的常用方法 一 气象控制因子的类型 1 气象源信息库中已有的常规气象要素用户系统气象控制工程所需的控制因子就是气象源信息库中已有的常规气象要素 包括基本气候资料中的各种气象要素 或者是公开发布的基本气象预报要素 2 用户系统所在地一般常规气象要素在有些情况下 气象控制工程决策所需的气象控制信息虽然也是一般的常规气象要素 但要求准确提供用户系统所在地的气象要素 由于大气中存在不同尺度天气系统 加之复杂的地形地貌条件影响 在一般情况下不能简单地用基本气象源信息来代替用户所在地的气象信息 需要进一步加工气象控制信息 3 非常规气象要素更普遍的情况是用户系统控制工程所需要的气象控制因子本身并不是常规气象要素 如石油管道运输直接受制于油温 而油温又主要取决于石油管道埋置深处的地温 石油管道埋置深处的地温已不是常规气象要素 4 气象相关物理量更为复杂的情况是 用户系统气象控制工程所需的气象控制因子虽然是气象相关的物理量 但不是直接的气象要素 如在白银矿安全生产气象控制中 选取粉尘浓度作为安全生产的气象控制因子 又由于这种物理量主要受制于气象要素 因此也可以称之为隐式气象因子 二 选定气象控制因子的基本原则 1 遵循已经掌握的气象制约关系气象制约关系所反映的机理从根本上决定了气象控制工程的内涵 因此也从本质上决定了已掌握的气象制约关系是选定气象控制因子的根本依据 2 考虑气象控制工程决策的需要和可能在选定气象控制因子时 应考虑气象控制工程决策的需要和可能性 也就是要考虑现实的可控性问题在出现气象控制因子不是气象源信息库中已有气象要素时 根据用户至上的原则 应该尽可能将这种非常规气象要素直接选定为气象控制因子 主动提供服务 3 考虑实际制作气象控制信息的可能性在选定气象控制因子时 应考虑实际制作气象控制信息的可能性 即考虑气象控制因子的可测性问题 因为现实的气象控制因子必须是通过一定的科学技术方法加工制作出来的 三 提取气象控制因子的常用方法 1 气象影响指数化方法在研究气象制约关系的过程中 人们虽然定性地认识到气象环境对某些用户系统存在着明显的影响 但是严格的定量影响关系及影响机理却不是很清楚 这时可在经验的基础上 采用一定的量化方法将经验表示为某种指数 称为提取气象控制因子的指数化方法 1 气象影响指数的类型 公众服务气象指数如紫外线指数 洗衣指数 花粉浓度指数 舒适度指数以及中暑 晨练气象指数等生活气象指数 专业气象影响指数如啤酒气象指数 供电气象指数以及运输气象指数等专业气象指数 2 气象影响指数的建立方法气象影响指数主要是建立在实践经验的基础上 但在实际建立过程中仍应尽量采取各种客观定量的方法使得实践经验客观化和定量化 包括采用一些可能的实验以及统计学方法 如果已有涉及该指数对用户系统的影响理论 应尽可能使指数的表达形式符合该理论 并在实践中不断修正和完善 茶叶的品质和气象环境有着密切的关系 根据经验 著名的 云雾茶 产自相对湿度较高而气温偏低 有一定的日照时数 但云雾天 阴雨天数较多的气候区 福建气象科研所概括这方面的经验并用以下形式的指数将这方面的经验量化 ZH T S R式中T为旬平均气温 S为日照时数 R为空气相对湿度 ZH称为茶叶质量气象综合指标 气象影响指数建立举例 根据武夷山茶叶生产的有关资料进行的统计分析结果表明 其茶叶质量的主要指标酚氨比FAB 茶多酚与氨基酸的比值 与采摘前2旬的ZH在 0 02显著性水平上有如下的回归关系 FAB 1 310 0 3747 ZHFAB与采摘前1旬的ZH在 0 01显著性水平上有如下的回归关系 FAB 5 061 0 4866 ZH 因此 这种量化的指数可为茶叶生产过程的气象调控提供较可靠的依据 它的具体应用包括 作为引种 扩种的定量气象指标 为茶叶种植优选气象环境提供可靠依据 作为茶园小气候调控的依据 提高茶叶质量 作为茶叶适制性评估指标 结合当地茶叶常年适制绿茶或红茶情况 评估和判断当年茶叶的适制性 2 气象控制因子模型化方法模型化方法就是采用适当的推理或归纳等方法 将已知气象条件对用户系统的制约关系转化为关于气象控制因子的量化模型 根据不同的影响问题 可采用不同的方法建立不同类型的模型 1 物理模型如果已知气象对用户系统影响的物理机理 就可以进一步建立气象控制因子的物理模型 例如 在石油管道运输中油温变化制约关系的基础上 可以建立油温的预测模型 在管道中流动时油温变化的制约方程为 k D T T0 dL GCdT经变换得 dT dL k D T T0 GC对上式积分 即可得到油温预测物理模型 2 统计学模型以用统计学方法筛选出来且被认为对用户系统有着明显影响的因子为基础 采用适用的统计学模型来具体提取和表征气象控制因子 在研究气候条件对某些农作物生产的影响时可采用产量分离法 将气候产量从自然产量中分离出来 YW Y Y1式中 Y为自然产量 YW为气候产量 Y1为趋势产量 选取相关系数比较大的气象因子就可以建立气候产量的统计回归预测模式 这里气候产量就是产量的气候控制因子 3 经验分类模型分析不同类型气象条件对用户系统的影响差异 如发现不同类型气象条件下用户系统的状态变化明显的不同 而同一类型条件下用户系统的状态变化却有明显的共性 就可以分别建立气象对该用户影响的经验模型 此类模型中的气象控制因子就是模型的综合气象指标 天气预报方法中广泛应用的天气分型就是一种经验分类模型 3 气象影响参数化方法在很多情况下 用户受多种因素的影响 气象相关因子仅仅是用户系统多种影响因子中的一种 这时在制约用户状态的综合模型中 气象相关因子可用一种参数的形式表达 这种出现在综合性制约模型中的气象相关因子称为气象影响参数 这种将气象影响用气象相关参数的形式反映到综合制约模型中的方法 称之为气象影响参数化方法 这种气象影响参数实际上也就是一种气象控制因子 在比较复杂的综合制约模型中 其气象影响参数一般是以参变量出现的影响因素 例如 研究表明白灾成灾与否及其危害程度主要受到致灾力与承灾力的影响 据此构建的白灾成灾综合指数为 式中 H是评价期平均积雪深度 k是入冬后家畜膘情随时间的变化系数 是牧草的相对高度系数 q是牧场单位面积产草量 f0是实际补饲量 D是最小不致死补饲量 可见 白灾是由综合致灾力和承灾力共同决定的 综合致灾力与积雪深度成正比 而与单位面积产草量成反比 与膘情成反比 由白灾成灾综合指数表达式还可以看出 白灾的严重程度受制于多种因素 气象相关量分别以三种影响参数出现 其中 积雪持续的旬数 评价期平均积雪深度是显式气象因子 而牧场单位面积产草量则是隐式气象因子 4各类气象信息服务产品的制作方法 气象信息服务产品制作的基础决策气象服务产品制作方法实例公众气象服务技术方法实例专用气象服务产品制作方法实例 一 气象信息服务产品制作的基础 前期科技开发工作 确认气象对用户系统的制约关系 论证气象控制因子的可测性 研制开发适用的气象信息服务产品制作方法 检验该方法制作的产品的有效性 论证气象控制因子的可测性 实测的气象控制因子的可测性问题所谓的实测性的气象控制因子是指该类气象控制因子是直接用一定的探测手段获得的有关气象实况要素 预测的气象控制因子的可测性问题预测的气象控制因子的可测性问题 实际就是通常所说的可预报性问题 实测的气象控制因子的可测性问题主要包括下面几个问题 用户为了实现有效的气象控制所需的这种气象控制因子 在现有气象探测技术条件下是否可以实测得到 或在实测信息基础上诊断分析得到 即使用户所需求的气象控制因子属于常规气象观测范围内的气象要素 也还有一个精度是否满足用户控制要求的问题 精度的问题包括 探测仪器本身的精度问题内插的精度问题实测基础上做诊断推测造成的精确度问题 预测的气象控制因子的可测性问题 从理论上的论证某种预报量是否具有可预报性关于实现的可预报性问题 也就是说 有没有可能在现有条件下制作出符合用户系统对可信度和精度要求的预报量 决策气象服务产品的特点 1 影响面大 影响程度深 对 准确 及时 高效 要求高 2 要求服务信息明确针对政府相关决策涉及的气象问题 3 多学科 综合性 例 中国气象局对党中央 国务院的决策气象服务是由中国气象局重大天气气候联合服务组织作完成 4 要求产品显示方式准确 形象 方便使用 二 决策气象服务产品制作方法 决策气象服务专业化的内涵 1 决策气象服务专业化的重点是产品内涵加工制作的专业化 2 决策气象服务产品显示输出方式的专业化 产品的包装问题 公共气象服务系统 决策气象服务 决策气象服务产品多样化适应和满足各级党政部门的需要 专题报告材料 重大天气预报 重要天气实况报告 大型活动的专项气象服务保障 决策气象服务产品的制作实例 森林火灾的监测 预报模型的基本思路首先考虑大尺度天气形势所提供的火险大环境条件 同时也考虑林区实际的可燃性基础条件 所使用的模型各有特色 有经验模型 有统计模型等 1 澳大利亚中部地区灌木火灾预报 使用的方法在考虑林区前期的降水量 南方涛动指数 SOI 海平面温度 SST 和阻塞指数 CBI 的基础上 根据林区的温度 相对湿度和风速因子建立综合火险指数 FDI 2 湖北林火多因子综合预报方法 使用的方法分别建立 林区环流形势指标 和林区 易燃度指数 FFMC 根据环流形势 降水量预报和林区的相对湿度 综合预报林区的火险等级 3 遥感监测森林火灾 NOAA卫星上的AVHRR传感器其第三通道 3 55 3 93 m 对异常地面 火源 热辐射的电磁波尤为敏感 所以利用阈值就可以识别出来 针对图像 把AVHRR三通道进行合成 即CH1赋予蓝色 CH2赋予绿色 CH3赋予红色 使正在燃烧的火区呈红色或鲜红色 可将火场与其它地物目标区分开来 TERRA AUQU FY3卫星上的MODIS传感器 1 普朗克定律 2 史蒂芬 玻尔兹曼定律 3 维恩位移定律 MODIS的火灾检测算法主要是基于中 长红外通道光谱特性 当MODIS的4 m通道的饱和温度为500K时 等效噪声温度为0 3K 这个通道不受水蒸气吸收的影响 其他气体对它的影响也很微弱 MODIS的11 m通道达到400K的饱和温度时 等效噪声温度为0 1K 利用普朗克公式将21 31通道的辐射亮度值转换为亮温值 对21 31通道得到的亮温图进行阈值处理 检验各个阈值 并提取火点 MODIS的火灾检测主要步骤 MODIS一般火点检测的阈值范围是 21通道温度T2 360K 夜间330K 31通道温度T3 320K 夜间315K 同时21通道与31通道温度差 T23 20K 夜间10K 由于大面积的低温闷烧处在红外区域的温度值可能没有明显的变化 因此当T2 360K 夜间330K 时 就不需要检测 T23 由于陆地表面的季节性和区域性的变化 这些阈值不会是一个绝对确定的值 MODIS还可以利用与邻近像元比较的方法来检测火点 即用相对判断准则将火点从背景中分离出来 假设符合