基于葵花气象卫星的森林火灾监测方法及平台与流程

本发明涉及遥感应用领域，尤其涉及一种基于葵花气象卫星的森林火灾监测方法及平台。

背景技术

国际上利用遥感技术对火灾进行监测始于20世纪70年代，我国始于90年代。1999年美国航空航天总署(nasa)发射遥感卫星terta后，其带的中分辨率成像光谱仪(modis)在火灾监测能力上取得了较大的提高。

然而，该卫星每日过镜次数只有4次，时间上远不能满足火灾监测的实时性要求，需要改进。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种准确率高、实时性好的基于葵花气象卫星的森林火灾监测方法及平台。

本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种基于葵花气象卫星的森林火灾监测方法，包括以下步骤，

s1，获取待监测地区的葵花气象卫星云图；

s2，对葵花气象卫星云图中的各像元点，依次执行以下判断：

s2.1，如果像元在0.63-0.66微米的短波红外窗口频带的反射率大于0.3，则被认为是云，滤除该像元点；

s2.2，如果像元在0.63-0.66微米和0.85-0.87微米的短波红外窗口频带的反射率都大于0.34，且耀斑角小于40°，则该像元点为太阳耀斑，滤除该像元点；

s3，对3.74-3.96微米和11.1-11.3微米的短波红外窗口频带的反射率利用6s辐射传输模型进行大气修正；

s4，对于满足以下两个条件的任一条件的像元，都被认为是火点：

3.74-3.96微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度>358k，或者夜间探测到的温度>328k；

3.74-3.96微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度>318k或者夜间探测到的温度>313k，且3.74-3.96微米和11.1-11.3微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度差>48k或者夜间探测到的温度差>18k。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括步骤s5，对于该地区按照森林区域与非森林区域进行区分，并对森林区域历史高温非火点区域进行记录，并根据记录除去森林区域高温非火点区域的数据。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括步骤s6，将待监测地区按照森林区域与非森林区域进行区分，并将非森林区域对应的数据进行删除。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括步骤s7，采用背景窗修正和亮温阈值修正，修正识别的火点。进一步优选的，步骤s7中背景窗修正过程中，以待判像元为中心，统计周围像元的平均温度作为背景温度，其中，火点温度比背景温度高。进一步优选的，步骤s7中亮温阈值修正过程包括，在火点自动提取时进行多次阈值试验，分如下步骤：a.分析算法中阈值固定为20k的火点范围，对比实际发生的火灾范围，从而判断是否需要调整阈值；b.统计在遥感图像上目测可以看到火点烟雾时的阈值大小，对比实际发生的火灾确定在遥感图像上目测看不到火点烟雾时的阈值大小，从而判断是否需要调整阈值；c.统计异常高温点阈值范围，检验异常高温点阈值范围内是否包括火点阈值。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括步骤s8，将森林区域火点数据生成图像文件和具有自描述能力的grib文件。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括步骤s9，当待检测地区的森林区域监测到火点时，以手机短信、互联网信息等形式传送报警信号给指定用户。

第二方面，本发明提供了一种基于葵花气象卫星的森林火灾监测平台，包括数据获取模块(1)、云检测模块(2)、耀斑滤除模块(3)、大气订正模块(4)、高温检测模块(5)、常年高温点滤除模块(6)、非森林区域高温点滤除模块(7)、火点修正模块(8)、森林火点监测产品制作模块(9)和火灾报警模块(10)，其中，

数据获取模块(1)，获取待监测地区的葵花气象卫星云图；

云检测模块(2)，如果葵花气象卫星云图中的各像元点在0.63-0.66微米的短波红外窗口频带的反射率大于0.3，则被认为是云，滤除该像元点；

耀斑滤除模块(3)，如果葵花气象卫星云图中的各像元点在0.63-0.66微米和0.85-0.87微米的短波红外窗口频带的反射率都大于0.34，且耀斑角小于40°，则该像元为太阳耀斑，滤除该像元点；

大气订正模块(4)，对3.74-3.96微米和11.1-11.3微米的短波红外窗口频带的反射率利用6s辐射传输模型进行大气修正；

高温检测模块(5)，对于满足以下两个条件的任一条件的像元，都被认为是火点：

3.74-3.96微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度>358k，或者夜间探测到的温度>328k；

3.74-3.96微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度>318k或者夜间探测到的温度>313k，且3.74-3.96微米和11.1-11.3微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度差>48k或者夜间探测到的温度差>18k；

常年高温点滤除模块(6)，对于该地区按照森林区域与非森林区域进行区分，并对森林区域历史高温非火点区域进行记录，并根据记录除去森林区域高温非火点区域的数据；

非森林区域高温点滤除模块(7)，将待监测地区按照森林区域与非森林区域进行区分，并将非森林区域对应的数据进行删除；

火点修正模块(8)，采用背景窗修正、亮温阈值修正，修正识别的火点；

森林火点监测产品制作模块(9)，将森林区域火点数据生成图像文件和具有自描述能力的grib文件；

火灾报警模块(10)，当待检测地区的森林区域监测到火点时，以手机短信、互联网信息等形式传送报警信号给指定用户。

本发明的基于葵花气象卫星的森林火灾监测方法及平台相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)采用基于葵花气象卫星定点监测，每10分钟上传一次数据，使得火灾监测实时性大大提高，对于火灾预警更加及时、准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的基于葵花气象卫星的森林火灾监测方法的流程图；

图2为本发明的基于葵花气象卫星的森林火灾监测平台的框架图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，结合图2，本发明的基于葵花气象卫星的森林火灾监测方法，包括以下步骤：

s1，获取待监测地区的葵花气象卫星云图。具体的，可通过葵花气象卫星云图接收处理系统获取。

具体的，所述步骤s1由数据获取模块1完成。

s2，对葵花气象卫星云图中的各像元点，依次执行以下判断：

s2.1，如果像元在0.63-0.66微米的短波红外窗口频带的反射率大于0.3，则被认为是云，滤除该像元点。该部分功能由云检测模块2完成。

s2.2，如果像元在0.63-0.66微米和0.85-0.87微米的短波红外窗口频带的反射率都大于0.34，且耀斑角小于40°，则该像元为太阳耀斑，滤除该像元点。该部分功能由耀斑滤除模块3完成。

s3，对3.74-3.96微米和11.1-11.3微米的短波红外窗口频带的反射率利用6s辐射传输模型进行大气修正。该部分功能由大气订正模块4完成。

s4，对于满足以下两个条件的任一条件的像元，都被认为是火点：

3.74-3.96微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度>358k，或者夜间探测到的温度>328k；

3.74-3.96微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度>318k或者夜间探测到的温度>313k，且3.74-3.96微米和11.1-11.3微米的短波红外窗口频带内白天探测到的温度差>48k或者夜间探测到的温度差>18k。

具体的，步骤s4的功能由高温检测模块5完成。

s5，对于该地区按照森林区域与非森林区域进行区分，并对森林区域历史高温非火点区域进行记录，并根据记录除去森林区域高温非火点区域的数据。具体的，该部分功能由常年高温点滤除模块6完成。如此，可对森林区域内的烟囱、生产活动等正常的高温区域进行排除，防止对火灾点的判断出现错误。

s6，将待监测地区按照森林区域与非森林区域进行区分，并将非森林区域对应的数据进行删除。具体的，该部分功能由非森林区域高温点滤除模块7完成。如此，可对非森林区域进行排除，提高计算速度，提高预警准确性。

s7，采用背景窗修正和亮温阈值修正，修正识别的火点。具体的，该部分的功能由火点修正模块8完成。具体的，步骤s7中背景窗修正过程中，以待判像元为中心，统计周围像元的平均温度作为背景温度，其中，火点温度比背景温度高。具体的，步骤s7中亮温阈值修正过程包括，在火点自动提取时进行多次阈值试验，分如下步骤：a.分析算法中阈值固定为20k的火点范围，对比实际发生的火灾范围，从而判断是否需要调整阈值；b.统计在遥感图像上目测可以看到火点烟雾时的阈值大小，对比实际发生的火灾确定在遥感图像上目测看不到火点烟雾时的阈值大小，从而判断是否需要调整阈值；c.统计异常高温点阈值范围，检验异常高温点阈值范围内是否包括火点阈值。

s8，将森林区域火点数据生成图像文件和具有自描述能力的grib文件。具体的，该部分的功能由森林火点监测产品制作模块9完成。

s9，当待检测地区的森林区域监测到火点时，以手机短信、互联网信息等形式传送报警信号给指定用户。具体的，该部分的功能由火灾报警模块10完成。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。