基于Sentinel-2的林火监测和火烧迹地提取
一、林火监测
1.1 Sentinel-2 卫星简介
Sentinel-2A卫星于2015年6月23日，从法属圭亚那库鲁发射场由“织女星”（Vega）运载火箭发射升空。时隔不到两年，Sentinel-2B卫星在2017年3月7日于同一处发射升空。这2颗卫星由欧洲委员会（EC）和欧洲航天局（ESA）共同实施，是“哥白尼”计划下的多光谱成像卫星，用于全球高分辨率和高重访能力的陆地观测、生物物理变化制图、监测海岸和内陆水域，以及风险和灾害制图等。
Sentinel-2卫星搭载的有效荷载为多光谱成像仪（MSI）。MSI的工作光谱为可见光、近红外（VNIR）和短波红外（SWIR）共13个谱段，并采用堆扫式成像模式。时间分辨率为每10天更新一次全球陆地表面成像数据，双星可达到5天更新一次。
Sentinel-2A和Sentinel-2B卫星运行于同一条轨道上，相位相差180°。两颗卫星联合工作，可以在5天时间内完成对赤道附近的完全覆盖。卫星采用太阳同步轨道，轨道高度786km，轨道倾角98.5°，降交点地方时间为10：30，该时间的选择是综合考虑了云层遮盖的最小化和太阳光照条件的最优解。
从上图可以看到，Sentinel-2传感器具备两个短波红外的光谱：B11 和 B12。短波红外作为电磁波的一部分，其波长在1000-3000纳米之间，短波红外成像受大气散射作用小，透雾、霭、烟尘能力较强，有效探测距离远，对气候条件和战场环境的适应性明显优于可见光成像。因此利用短波红外可穿透燃烧产生的大量烟雾的特性，能够快速的锁定着火区域，识别着火点。
1.2 3·29沁源森林火灾火点监测
2019年3月29日下午1点30分许，沁源县王陶乡郭家坪村附近突发森林火情，因风速大，火势迅速蔓延，不到一天时间，火灾过火面积达360公顷，整个火场可见明火约10公里，约25个村庄和煤矿被山火威胁。
2019年4月1日，哨兵2A正好过境，下面我们一起看看哨兵2A卫星拍摄的林火区域的卫星影像，下图是哨兵2A卫星2019年4月1日T49SFA图幅的B4B3B2组合真彩色图像，从图像上可以看出沁源县的北方有大片的浓烟分布：
下面我们放大到此处进行查看，由于B4B3B2是RGB通道，红绿蓝波长较短，受云雾影响比较大，无法观察到地面的火点分布：
下面我们采用B12B8B3即短波-近红-绿的组合方式，可以看到两条红色带状的火点分布，另外森林呈现绿色，燃烧过的火烧迹地呈现粉红色：
下面我们可以将两个短波SWIR都用上，进一步减轻烟雾的影响，采用B12B11B8A的组合方式，火点更加明亮，健康植被呈现蓝色，火烧迹地呈现红褐色：
1.3 短波红外监测人工火源
短波红外波段不仅可以监测林火，同样还可以监测人工火源，下面我们来看看几个典型的火源点。
典型A地
下图是一个工厂，从B4B3B2真彩色图像上看不出哪里有火源点的踪迹：
然后我们切换B12B11B8A进行组合，发现工厂的南部有一个异常红亮的火源：
