1.2.2 基于MODIS数据的火灾监测研究
AVHRR数据主要集中使用于遥感探测火灾研究的早期阶段，随着科技的不断发展，卫星遥感技术不断成熟，越来越多先进的卫星传感器被用于火灾监测的研究中。近年来Terra卫星上的MODIS数据被广泛用于火灾监测研究中［14～16］。根据维恩位移定律，物体的温度升高，其对应的发射光谱峰值波长向短波方向移动。燃烧火焰的温度通常可以达到几百甚至上千开尔文，火焰发射光谱的峰值波长应该比常温地物发射光谱的峰值波长短。Kaufman等［17］提出了固定阈值法提取火点像元。该方法基于MODIS中红外通道（中心波长为4μm）及热红外通道（中心波长为11μm）对高温火点及背景地物的不同响应，通过设定阈值来提取火点像元，该算法的主要判别式为：
T4≥320K （1.1）
T11≥250K （1.2）
T4-T11≥10K （1.3）
T4>T4b+δT4b （1.4）
T4-T11>δT41b+δT41b （1.5）
式中，T4、T11分别表示MODIS中心波长为4μm通道及11μm通道的亮温；T4b表示波长为4μm通道的常温背景像元的亮温均值；T41b表示4μm通道及11μm通道的像元亮温差均值；δT4b表示4μm通道背景像元亮温标准差；δT41b表示4μm通道及11μm通道的像元亮温差的标准差。满足上式中的像元可视为火点像元。段卫虎等［18］通过该算法，成功的识别了位于我国西南地区的林火。
李建等［19］以MODIS为数据源，通过Kaufman提出的亮温阈值法对林火的探测识别进行了研究，并以空间分辨率更高的HJ-1BIRS数据进行精度对比验证。结果表明，亮温阈值法识别林火的效率和精度较高，但算法中的阈值设定对识别精度的影响较大，且识别结果受研究区、气候、气象、植被类型及遥感传感器类型影响较大，高温裸地等地物对识别精度也有一定的影响，在该算法的基础上引入燃料掩膜法可有效去除高温噪声像元引起的误判，但受植被种类及季节变化影响较大，且燃料掩膜需要火灾发生前的影像数据进行NDVI最大值合成，时效性不及亮温阈值法。覃先林等［20］基于MODIS数据，对比分析了亮温阈值法与亮温-植被指数法识别森林火点像元的精度，结果表明亮温-植被指数法的精度更高，总体识别精度可达80%。
森林火灾发生前绿叶在红外波段有较强的吸收，在近红外波段有较强的反射，在遥感影像上植被信息可用归一化植被指数（NDVI）来识别。森林发生火灾后，树叶遭到毁伤，其叶片的光谱特性发生显著变化［21］。张春桂［22］基于MODIS数据，通过分析波段2的反射率在火灾前后的变化识别过火面积，通过灾前、灾后NDVI的变化来识别毁林面积，并与野外调查的结果进行精度验证，结果表明精度较高。针对MODIS数据空间分辨率较低、高温火点存在混合像元的问题，研究人员提出了亚像元火点温度及发射强度的反演方法。Peterson等［23］分析了背景像元辐射强度与包含火点像元高温辐射间的差异，提出了火点像元的发射强度计算模型，基于Dozier提出的亚像元火点像元温度反演方法反演了火灾温度。崔学明等［24］使用MODIS数据，基于Dozier提出的亚像元火点计算模型，求解高温火点温度和面积，并对比相同卫星上空间分辨率更高的ASTER数据，结果表明该方法计算火点面积较为理想。为克服MODIS数据空间分辨率较低的问题，黄诚等［25］对MODIS的林火监测数据进行了像元分解处理，结果表明该方法对克服MODIS空间分辨率低的缺点有一定的帮助。MODIS火灾识别算法受地域及气候等因素的影响，焦琳琳等［26］基于MODIS火灾数据产品（MOD14）对我国境内的野火分布进行了研究，分析了影响野火空间分布识别精度的因素。Justice等［27］验证了MODIS火灾数据产品（MOD14）对火点提取的有效性，以非洲发生的火灾影像为数据源，并将提取结果与ASTER影像提取结果进行了对比分析。MODIS用于探测火点的两个通道的空间分辨率均为1km，对于低温、面积较小的闷烧火点提取有一定的限制。Louis Giglioa等［28］对Kaufman的火点探测识别算法进行了改进，可有效识别尺度更小、温度更低的火点，并降低了错误判别的概率。Liming等［29］研究指出，太阳辐射会降低4μm通道火点与周边地物之间的辐射亮度差异，为了降低太阳辐射对该通道探测火点精度的影响，提出了一种新的火点识别算法。
研究人员基于MODIS数据，还对其他形式的火灾开展了系列研究。齐少群等［30］使用MODIS数据对哈尔滨地区的秸秆焚烧区域进行了提取分析。Wang等［31］针对温度更低、尺度更小的火灾探测提出了改进的火点识别算法。Blackett［32］针对印度尼西亚火山活动，对比了可见-红外成像仪VIIRS及MODIS对高温火山的探测结果，结果表明基于VIIRS数据的探测结果更优，两种传感器对火山探测的差异主要由空间分辨率的差异决定。