一种山区大雾识别方法、系统及计算机设备与流程

本发明涉及图像数据处理领域，特别涉及一种山区大雾识别方法、系统及计算机设备。

背景技术：

1、随着我国水陆空立体交通网的发展，大雾这种全方位影响航空航运、公路交通的高危天气现象，也逐渐受到气象部门的重点关注，尤其是山区河谷地形中，由于地势低、水源汇合等因素，更容易具有近地面稳定层结、风速较小、高湿的水汽条件这三个大雾发生和维持的必备天气因子，即更容易形成大雾天气，其周边的交通线路和生活区域也就更容易受到大雾天气的影响，所以如何准确识别山区大雾，以及时发出预警预报是亟待解决的问题。

2、目前气象部门对大雾的实况监测主要是使用气象观测站对能见度进行观测，进而判断大雾天气的有无和浓度，但是气象观测站受限于地区经济条件和地区建筑条件，使其在全国的众多省市地区中仍处于数量不足的状态，观测站的观测结果不但受非大雾原因造成的低能见度情况影响较大，而且其本身观测的空间分辨率低，使得在我国大部分地区通常使用一个观测站的观测数据代表一个县域的大雾情况，造成了预报结果不够精确不具有代表性的问题，尤其是在山区河谷中常常出现大雾且其具有少动和局地生消的特点，如果观测站的距离较远则会完全漏掉对这类大雾的监测，所以气象部门通常对观测站的能见度数据进行空间插值处理，在相邻的两个站点都监测到低能见度时，使用能见度空间插值一般会处理成一片连起来的雾，但实际情况往往是两片完全没有联系的雾区，所以基于稀疏的观测站点进行空间插值得到的低能见度区很可能和真实的雾区分布完全不同，因此具有信息源可靠、空间分辨率高、观测范围广、能连续监测等优点的卫星遥感监测，是提高大雾天气识别准确度的重要研究方向。

3、但是，现有技术中使用卫星遥感监测大雾天气，依然无法满足准确识别山区大雾的要求，首先是卫星遥感监测现有方案本身的识别准确率不高，同时现有方案应用于监测山区大雾时对于云和雾的区分较难，尤其是低云，其和雾在卫星遥感指标上的差异不大，进一步导致了误识别情况的出现，进一步造成了识别准确率低的问题。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种山区大雾识别方法、系统及计算机设备，通过将待识别地区的多源数据预处理成为具有多维度信息的待识别地区图像网格数据，进而再根据待识别地区图像网格数据划分独立识别区域、设定大雾区域阈值，实现高精度的大雾区域初步识别，最终通过多维度数据判断并去除误识别云区，并对待识别地区图像网格数据进行单个格点的精修，以获取最终识别的大雾区域图像，实现了山区大雾的准确识别，避免了云雾区域误识别的问题，极大地提高了山区大雾识别的准确度。

2、本发明提出的山区大雾识别方法，包括：

3、获取待识别地区的多源数据并进行预处理，所述多源数据包含地温数据、地形数据和卫星遥感数据；

4、根据所述地形数据，对所述待识别地区进行独立识别区域的划分，所述独立识别区域包含山峰区域、中间区域和河谷区域；

5、根据所述卫星遥感数据，获取所述山峰区域的光通道反射率值，并根据所述山峰区域的光通道反射率值进行大雾区域阈值的设定，以判断每个所述独立识别区域的光通道反射率值是否大于所述大雾区域阈值，若所述独立识别区域的光通道反射率值大于所述大雾区域阈值，则判定所述独立识别区域为初步识别大雾区域；

6、根据所述地温数据和所述卫星遥感数据，对所述初步识别大雾区域进行误识别区域去除，以获取精确识别大雾区域；

7、将所述精确识别大雾区域进行精修，以获取最终识别大雾区域。

8、综上，根据上述山区大雾识别方法，通过将待识别地区的多源数据预处理成为具有多维度信息的待识别地区图像网格数据，进而再根据待识别地区图像网格数据划分独立识别区域、设定大雾区域阈值，实现高精度的大雾区域初步识别，最终通过多维度数据判断并去除误识别云区，并对待识别地区图像网格数据进行单个格点的精修，以获取最终识别的大雾区域图像，实现了山区大雾的准确识别，避免了云雾区域误识别的问题，极大地提高了山区大雾识别的准确度。具体为，首先获取待识别地区的包含地温数据、地形数据和卫星遥感数据的多源数据并进行预处理，以获取具有多维度信息的待识别地区图像网格数据，并根据地形数据进行独立识别区域的划分，以排除非山区河谷区域的影响，再进一步根据卫星遥感数据对大雾区域阈值进行设定，以实现大雾区域的初步识别，再根据地温数据和卫星遥感数据进行误识别区域的综合判断并剔除误识别区域，以排除误识别云区的对雾区识别的影响，实现大雾区域的精确识别，最终通过对单个格点的精修，进一步提高识别精度，以获取最终识别的大雾区域图像，极大地提高了山区大雾识别的准确度。

9、进一步的，所述获取待识别地区的多源数据并进行预处理，所述多源数据包含地温数据、地形数据和卫星遥感数据的步骤包括：

10、获取地温数据、地形数据和卫星遥感数据，所述地温数据包含地表温度和质控码，所述地形数据包含流域分布数据和地形高度数据，所述卫星遥感数据包含可见光通道数据和长波红外通道数据；

11、将所述地温数据、所述地形数据和所述卫星遥感数据转换成预先设定的空间分辨率阈值的待识别地区图像网格数据。

12、进一步的，所述根据所述地形数据，对所述待识别地区进行独立识别区域的划分，所述独立识别区域包含山峰区域、中间区域和河谷区域的步骤包括：

13、根据地形数据，将待识别地区中的非山区地形区域剔除，并将剔除后剩余的所述待识别地区划分为多个独立识别区域；

14、将所述独立识别区域中的所有格点依照地形高度值由大到小进行排序；

15、将预设高值区的格点划分为山峰区域，将预设低值区的格点划分为河谷区域，将剩余格点划分为中间区域。

16、进一步的，所述根据所述卫星遥感数据，获取所述山峰区域的光通道反射率值，并根据所述山峰区域的光通道反射率值进行大雾区域阈值的设定，以判断每个所述独立识别区域的光通道反射率值是否大于所述大雾区域阈值，若所述独立识别区域的光通道反射率值大于所述大雾区域阈值，则判定所述独立识别区域为初步识别大雾区域的步骤包括：

17、根据卫星遥感数据，获取山峰区域的光通道反射率值并依照大小顺序对所述光通道反射率值进行排序；

18、获取所述山峰区域的所述光通道反射率值的中位数值，并将所述中位数值的两倍设定为大雾区域阈值；

19、获取所有独立识别区域的所述光通道反射率值，判断所述独立识别区域的所述光通道反射率值是否大于等于所述大雾区域阈值，若所述独立识别区域的所述光通道反射率值大于等于所述大雾区域阈值，则判定所述独立识别区域为初步识别大雾区域。

20、进一步的，所述根据所述地温数据和所述卫星遥感数据，对所述初步识别大雾区域进行误识别区域去除，以获取精确识别大雾区域的步骤包括：

21、根据卫星遥感数据，获取初步识别大雾区域的长波红外通道数据；

22、根据地温数据，对所述长波红外通道数据进行转换处理为与所述地温数据单位格式一致的长波红外通道温度数据；

23、根据所述地温数据和所述长波红外通道温度数据，获取所述初步识别大雾区域的温差数据；

24、获取所述初步识别大雾区域中的山峰区域的所述温差数据并依照大小顺序对所述温差数据进行排序；

25、获取所述山峰区域的所述温差数据的中位数值，并将所述中位数值增加预设温度值，以获取云雾边界阈值；

26、判断所述初步识别大雾区域的所述温差数据是否大于等于所述云雾边界阈值，若所述初步识别大雾区域的所述温差数据大于等于所述云雾边界阈值，则判定所述初步识别大雾区域为误识别云区域，若所述初步识别大雾区域的所述温差数据小于所述云雾边界阈值，则判定所述初步识别大雾区域为精确识别大雾区域。

27、进一步的，所述将所述精确识别大雾区域进行精修，以获取最终识别大雾区域的步骤之前还包括：

28、将所有独立识别区域拼接回待识别地区，以获取待精修地区。

29、进一步的，所述将所述精确识别大雾区域进行精修，以获取最终识别大雾区域的步骤包括：

30、获取精确识别大雾区域的所有格点，并对每个所述格点的相邻格点进行求和，相邻格点求和公式为：

31、，

32、其中a表示被求和的原始格点，m、n表示原始格点经度和纬度方向的网格值，a表示求和计算后格点，i、j分别表示计算后格点经度和纬度方向的网格值，i1、i2分别为经度方向累加起始网站值和终止网站值，j1、j2分别为纬度方向累加起始网站值和终止网站值，当i=0时：i1=i、i2=i+1，当0<i<i时：i1=i-1、i2=i+1，当i=i时：i1=i-1、i2=i，当j=0时：j1=j、j2=j+1，当0<j<j时：j1=j-1、j2=j+1，当j=j时：j1=j-1、j2=j，其中i和j分别为经度和纬度方向的总网格数；

33、对计算获取的所述相邻格点进行统计，并判断所述相邻格点的值是否小于等于预设孤立噪点阈值，若所述相邻格点的值小于等于所述预设孤立噪点阈值，则判定所述相邻格点为孤立噪点并将所述孤立噪点剔除。

34、本发明提出的一种山区大雾识别系统，包括：

35、采集模块，用于获取待识别地区的多源数据并进行预处理，所述多源数据包含地温数据、地形数据和卫星遥感数据；

36、初步识别模块，用于根据所述地形数据，对所述待识别地区进行独立识别区域的划分，所述独立识别区域包含山峰区域、中间区域和河谷区域，根据所述卫星遥感数据，获取所述山峰区域的光通道反射率值，并根据所述山峰区域的光通道反射率值进行大雾区域阈值的设定，以判断每个所述独立识别区域的光通道反射率值是否大于所述大雾区域阈值，若所述独立识别区域的光通道反射率值大于所述大雾区域阈值，则判定所述独立识别区域为初步识别大雾区域；

37、精确识别模块，用于根据所述地温数据和所述卫星遥感数据，对所述初步识别大雾区域进行误识别区域去除，以获取精确识别大雾区域，将所述精确识别大雾区域进行精修，以获取最终识别大雾区域。

38、本发明另一方面，还提供一种存储介质，包括所述存储介质存储一个或多个程序，所述程序被执行时实现如上述的山区大雾识别方法。

39、本发明另一方面还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，其中：

40、所述存储器用于存放计算机程序；

41、所述处理器用于执行所述存储器中存放的所述计算机程序时，实现如上述的山区大雾识别方法。