Page 146 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第10期

第 50 卷第 10 期 曹汉瑞等：VIIRS 夜光影像中农田火像素识别方法 2081

产品检测夜光影像中农田火像素的能力，本文基
于 VNP46A3 月级夜光影像、谷歌地球影像和地
表覆盖数据，在南部非洲地区选取了仅在 2021 年
8 月发生农田火的像素，选取标准为：像素在 2021
年 8 月的辐亮度显著高于农田火时间窗口外的辐
亮度，谷歌影像上为耕地，并且像素内部地表覆
盖类型为耕地的比例大于 20%。将 2021 年 8 月
内火点产品中火点所在的夜光像素标记为火点
产品像素，计算火点产品对农田火像素的检出率
P，计算公式为：

n 2
P = （7）
n 1
式中， n 1 表示 2021 年 8 月的农田火像素数量； n 2 表
示 2021 年 8 月火点产品像素与农田火像素重合
的数量。经计算 ，2021 年 8 月 NASA 的 MODIS
图 8 2021 年南部非洲 10 个国家的分类结果 和 VIIRS 活跃火产品、EOG 的 NOAA-20 和 NPP
Fig. 8 Classification Results for 10 Countries in Southern 夜 间 火 产 品 对 农 田 火 像 素 的 检 出 率 分 别 为
Africa in 2021 8.72%、34.75%、11.83% 和 12.66%。

表 7 南部非洲 10 个国家分类结果统计
Table 7 Classification Results Statistics of 10 Countries in Southern Africa
国家 农田火像素比例/% 稳定灯光像素比例/% 全黑像素比例/% 有效像素数 有效像素占比/%
安哥拉 8.78 0.60 90.62 5 972 881 99.93
赞比亚 12.27 0.66 87.07 3 573 590 98.91
马拉维 7.09 1.66 91.25 460 555 81.20
莫桑比克 4.47 0.55 94.97 3 813 291 98.88
纳米比亚 1.39 0.28 98.34 4 157 993 100.00
博茨瓦纳 2.25 0.48 97.27 2 915 838 100.00
津巴布韦 8.56 0.85 90.59 1 915 975 99.26
南非 6.20 4.81 88.99 6 671 397 99.99
莱索托 3.77 1.49 94.75 163 391 100.00
斯威士兰 13.18 5.38 81.44 90 192 100.00

图 9~11 分别展示了赞比亚卢萨卡市、安哥 社会经济动态信息，但是这些影像中包含大量的
拉万博市和南非乌姆塔塔市附近火点产品对农 农田火点，对于欠发达的非洲地区而言，这些火
田火像素的检测情况。可以看出，火点产品像素 点的亮度可能超过城镇夜间灯光的亮度，对城镇
未与农田火像素对应，夜光影像中仍有大量农田 夜间灯光信息的提取和分析产生较大干扰，影响
火像素未被火点产品像素覆盖。结果表明，此类 了 利 用 夜 光 影 像 对 非 洲 社 会 经 济 的 评 估 工 作 。
火点产品对夜光影像中的农田火像素检出率较 因此，需要发展方法与技术剔除夜光影像中的农

低，不适合去除夜光影像上的农田火像素。此类 田火像素，同时最大限度保留城镇灯光像素。
火点产品基于亮度温度检测火灾，对火灾的亮度 现有火点产品无法有效检测出夜光影像中
温度识别阈值在 300 K 以上 ［20-22］ ，然而大部分农 的农田火像素，考虑到部分农田火像素分布在城
田火点的亮度温度较低，无法被识别，因此现有 镇附近，若以现有火点产品中的火点为中心设置
火点产品像素与农田火像素差异较大。 缓冲区，以其为掩膜剔除农田火像素，则会同时
4.2 夜光遥感农田火识别 剔除掉部分城镇灯光像素。同时，由于部分像素
时间序列夜光遥感影像提供了丰富的非洲 中同时包含农田和城镇用地，无法仅凭借地表覆