基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法技术

本发明专利技术提供一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，包括以下步骤：确定地貌图片每个像元所对应的土地覆盖类型，以及，计算输电线路单元权重；实时确定监测区域在监测时刻的大气廓线；确定卫星在相邻通道分别测得的地面亮温值；计算每个像元对应的反演的地表温度；在得到每个像元的反演的地表温度后，将每个像元的反演的地表温度标记于地貌图片上，对地貌图片上反演的地表温度的分布进行集中分析，从而进行山火监测预警。优点为：本发明专利技术提供的基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，能够提高反演的地表温度的精度，因此，根据反演的地表温度进行山火监测预警时，能有效提高山火监测预警的准确性。

Mountain fire monitoring and early warning method for transmission line based on geostationary satellite monitoring data

The invention provides a method for monitoring and early warning of mountain fires on transmission lines based on geostationary satellite monitoring data, which includes the following steps: determining the land cover type corresponding to each pixel of geomorphological images, and calculating the weight of transmission line units; determining the atmospheric profile of monitoring area at monitoring time in real time; determining the brightness temperature values measured by satellites in adjacent channels; and calculating each one. After getting the inverted surface temperature of each pixel, the inverted surface temperature of each pixel is marked on the topographic image, and the inverted surface temperature distribution on the topographic image is centralized analyzed, so as to carry out mountain fire monitoring and early warning. The advantages are as follows: the method of mountain fire monitoring and early warning for transmission line based on geostationary satellite monitoring data provided by the invention can improve the accuracy of inverted surface temperature, therefore, when mountain fire monitoring and early warning is carried out according to inverted surface temperature, the accuracy of mountain fire monitoring and early warning can be effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法
本专利技术属于山火监测预警
，具体涉及一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法。
技术介绍
近年来，随着全球气候变暖，极端天气频发，我国内陆地区在春秋季节有越来越多的高温晴天天气；同时我国作为农业大国，自古就有焚烧秸秆等农业废弃物的传统；虽然我国严厉禁止，游客上山旅游时携带任何火源，但是在部分人迹罕至的地区监管会松懈，部分游客失误导致山火发生。随着我国退耕还林政策的实施，山区植被保护越来越好，一旦发生山火将会迅速蔓延，如果不能及时扑灭，导致输电线路山火跳闸，严重威胁电网的安全稳定运行。因此，目前急需一种能够准确的对输电线路进行山火监测预警的方法，从而降低山火对输电线路等电网资源造成的灾害性影响。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，包括以下步骤：步骤1，确定地貌图片每个像元所对应的土地覆盖类型，以及，计算输电线路单元权重；包括以下步骤：步骤1.1，获取监测区域的历史火点监测数据；其中，所述历史火点监测数据包括火点经纬度位置、火点发生火灾的时间以及火点发生火灾的火势；步骤1.2，获取监测区域的地貌图片；对所述地貌图片进行栅格化处理，得到栅格化图片；其中，每个栅格称为一个像元；步骤1.3，分析每个所述像元的颜色分布，根据所述像元的颜色分布情况，标记每个所述像元对应的土地覆盖类型，得到已标记土地覆盖类型的地貌图片；步骤1.4，将步骤1.1得到的所述历史火点监测数据，标记到步骤1.3得到的已标记土地覆盖类型的地貌图片的对应位置；步骤1.5，将输电线路结合到步骤1.4得到的地貌图片上；因此，所述输电线路经过若干个像元，所述输电线路按照像元栅格化的方法，划分为若干节输电线路单元；每个所述输电线路单元对应一个像元；步骤1.6，对于每个输电线路单元，采用下述方式计算输电线路单元权重；输电线路单元权重，与输电线路单元经过的像元所属的土地覆盖类型的等级、输电线路单元周围火点的聚集程度、输电线路单元周围火点的火势成正比；即：输电线路单元经过的像元所属的土地覆盖类型的等级越高，输电线路单元周围火点的聚集程度越高，输电线路单元周围火点的火势越大，则输电线路单元权重越高，代表该输电线路单元发生火灾的危险性越大；步骤2，实时确定监测区域在监测时刻的大气廓线，包括以下步骤：步骤2.1，对监测区域进行卫星遥感监测，实时获取监测区域的卫星遥感图片；步骤2.2，对所述卫星遥感图片进行栅格化处理，栅格化为多个像元；步骤2.3，对每个所述像元进行色彩分析，确定每个所述像元的星上亮温数据；步骤2.4，根据各个所述像元的星上亮温数据及初始的气象要素，模拟得到监测时刻的大气状态；步骤2.5，预建立大气状态与大气廓线的映射关系表；因此，查找所述大气廓线的映射关系表，得到与监测时刻的大气状态对应的监测时刻的大气廓线；步骤3，确定卫星在相邻通道分别测得的地面亮温值，分别为Ti和Tj；其中，Ti为卫星第1通道检测到的第1通道地面亮温值；Tj为卫星第2道检测到的第2通道地面亮温值；步骤4，根据每个像元对应的土地覆盖类型、经过的输电线路单元权重、在监测时刻的大气廓线、第1通道地面亮温值Ti和第2通道地面亮温值Tj，采用下式计算每个像元对应的反演的地表温度；其中：Ts为反演的地表温度，为待求值；C为修正系数，是迭代变化的变量；在本次计算得到反演的地表温度后，根据反演的地表温度与地表温度实际观测值的偏差，以及，根据像元对应的输电线路单元权重确定修正系数C的大小；如果反演的地表温度与地表温度实际观测值的偏差越大，像元对应的输电线路单元权重越高，则修正系数C越大；A1，A2，A3，B1，B2，B3和D为劈窗算法回归系数，根据所述像元对应的土地覆盖类型和在监测时刻的大气廓线确定；ε＝(ε1+ε2)/2，Δε＝ε1–ε2：其中，ε1为第1通道的地表发射率，ε2为第2通道的地表发射率，与土地覆盖类型相关；Δε为第1通道的地表发射率和第2通道的地表发射率的差值；ε为第1通道的地表发射率和第2通道的地表发射率的平均值；Ti为第1通道地面亮温值；Tj为第2通道地面亮温值；步骤5，在得到每个像元的反演的地表温度后，将每个像元的反演的地表温度标记于步骤1.5得到的地貌图片上，对地貌图片上反演的地表温度的分布进行集中分析，如果某个区域的各个反演的地表温度普遍高于第1阈值，表明该区域正在发生火灾，进行报警；如果某个区域的各个反演的地表温度普遍低于第1阈值，但高于第2阈值，表明该区域将要发生火灾，进行预警，如果某个区域的各个反演的地表温度普遍低于第2阈值，表明该区域没有火灾灾情，不进行预警。优选的，步骤1.3中，所述土地覆盖类型包括：荒漠地带、水体地带、植被区。优选的，步骤4中，A1，A2，A3，B1，B2，B3和D为劈窗算法回归系数，为变量，每次进行像元的反演的地表温度预测后，后续根据反演的地表温度与地表温度实际观测值的偏差，修正劈窗算法回归系数。本专利技术提供的基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法具有以下优点：本专利技术提供的基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，能够提高反演的地表温度的精度，因此，根据反演的地表温度进行山火监测预警时，能有效提高山火监测预警的准确性。附图说明图1为本专利技术提供的基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。电力部门的输电线路主要是在野外，山火爆发非常快，因此火点监测中数据计算速度和传输速度都会影响最终的输电线路的损耗和山火扑灭的速度。针对电力部门，传统的火点监测方法主要存在四个不足：1、受制于工作单位不同，气象部门和电力部门无法开展深度合作，往往气象等部门监测到火点，但是无法及时传达给对应的电力部门进行输电线路的保护；2、计算资源有限，传统的火点监测方法对监测区域一视同仁，无法突出重点区域；3、受制于算法计算精度，传统火点监测存在精度上不准，会有漏报和误报情况；4、利用单一数据源进行观测分析可能会误报。本专利技术提供一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，本专利技术属于电力系统防灾减灾
，涉及一种利用静止卫星对输电线路的山火进行检测和预警的方法，可有效解决上述问题，包括：1、针对信息传递中出现的问题，本专利技术将引入电力部门对应的信息，更快的分辨出对应的电力负责单位，确保信息准确快速的传递；2、针对计算资源的问题，本专利技术利用区域划分和更新算法的方式进行修正；3、针对单一数据源可能出现误报的情况，本专利技术引入多个卫星数据源，同时结合人工订正，确保监测的火点信息正确。本专利技术提供一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，包括历史数据处理及标记分类、引入电网信息、算法更新、交叉验证等部分构成。参考图1，具体包括以下步骤：步骤1，确定地貌图片每个像元所对应的土地覆盖类型，以及，计算输电线路单元权重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定地貌图片每个像元所对应的土地覆盖类型，以及，计算输电线路单元权重；包括以下步骤：步骤1.1，获取监测区域的历史火点监测数据；其中，所述历史火点监测数据包括火点经纬度位置、火点发生火灾的时间以及火点发生火灾的火势；步骤1.2，获取监测区域的地貌图片；对所述地貌图片进行栅格化处理，得到栅格化图片；其中，每个栅格称为一个像元；步骤1.3，分析每个所述像元的颜色分布，根据所述像元的颜色分布情况，标记每个所述像元对应的土地覆盖类型，得到已标记土地覆盖类型的地貌图片；步骤1.4，将步骤1.1得到的所述历史火点监测数据，标记到步骤1.3得到的已标记土地覆盖类型的地貌图片的对应位置；步骤1.5，将输电线路结合到步骤1.4得到的地貌图片上；因此，所述输电线路经过若干个像元，所述输电线路按照像元栅格化的方法，划分为若干节输电线路单元；每个所述输电线路单元对应一个像元；步骤1.6，对于每个输电线路单元，采用下述方式计算输电线路单元权重；输电线路单元权重，与输电线路单元经过的像元所属的土地覆盖类型的等级、输电线路单元周围火点的聚集程度、输电线路单元周围火点的火势成正比；即：输电线路单元经过的像元所属的土地覆盖类型的等级越高，输电线路单元周围火点的聚集程度越高，输电线路单元周围火点的火势越大，则输电线路单元权重越高，代表该输电线路单元发生火灾的危险性越大；步骤2，实时确定监测区域在监测时刻的大气廓线，包括以下步骤：步骤2.1，对监测区域进行卫星遥感监测，实时获取监测区域的卫星遥感图片；步骤2.2，对所述卫星遥感图片进行栅格化处理，栅格化为多个像元；步骤2.3，对每个所述像元进行色彩分析，确定每个所述像元的星上亮温数据；步骤2.4，根据各个所述像元的星上亮温数据及初始的气象要素，模拟得到监测时刻的大气状态；步骤2.5，预建立大气状态与大气廓线的映射关系表；因此，查找所述大气廓线的映射关系表，得到与监测时刻的大气状态对应的监测时刻的大气廓线；步骤3，确定卫星在相邻通道分别测得的地面亮温值，分别为Ti和Tj；其中，Ti为卫星第1通道检测到的第1通道地面亮温值；Tj为卫星第2道检测到的第2通道地面亮温值；步骤4，根据每个像元对应的土地覆盖类型、经过的输电线路单元权重、在监测时刻的大气廓线、第1通道地面亮温值Ti和第2通道地面亮温值Tj，采用下式计算每个像元对应的反演的地表温度；...

【技术特征摘要】
1.一种基于静止卫星监测资料的输电线路山火监测预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，确定地貌图片每个像元所对应的土地覆盖类型，以及，计算输电线路单元权重；包括以下步骤：步骤1.1，获取监测区域的历史火点监测数据；其中，所述历史火点监测数据包括火点经纬度位置、火点发生火灾的时间以及火点发生火灾的火势；步骤1.2，获取监测区域的地貌图片；对所述地貌图片进行栅格化处理，得到栅格化图片；其中，每个栅格称为一个像元；步骤1.3，分析每个所述像元的颜色分布，根据所述像元的颜色分布情况，标记每个所述像元对应的土地覆盖类型，得到已标记土地覆盖类型的地貌图片；步骤1.4，将步骤1.1得到的所述历史火点监测数据，标记到步骤1.3得到的已标记土地覆盖类型的地貌图片的对应位置；步骤1.5，将输电线路结合到步骤1.4得到的地貌图片上；因此，所述输电线路经过若干个像元，所述输电线路按照像元栅格化的方法，划分为若干节输电线路单元；每个所述输电线路单元对应一个像元；步骤1.6，对于每个输电线路单元，采用下述方式计算输电线路单元权重；输电线路单元权重，与输电线路单元经过的像元所属的土地覆盖类型的等级、输电线路单元周围火点的聚集程度、输电线路单元周围火点的火势成正比；即：输电线路单元经过的像元所属的土地覆盖类型的等级越高，输电线路单元周围火点的聚集程度越高，输电线路单元周围火点的火势越大，则输电线路单元权重越高，代表该输电线路单元发生火灾的危险性越大；步骤2，实时确定监测区域在监测时刻的大气廓线，包括以下步骤：步骤2.1，对监测区域进行卫星遥感监测，实时获取监测区域的卫星遥感图片；步骤2.2，对所述卫星遥感图片进行栅格化处理，栅格化为多个像元；步骤2.3，对每个所述像元进行色彩分析，确定每个所述像元的星上亮温数据；步骤2.4，根据各个所述像元的星上亮温数据及初始的气象要素，模拟得到监测时刻的大气状态；步骤2.5，预建立大气状态与大气廓线的映射关系表；因此，查找所述大气廓线的映射关系表，得到与监测时刻的大气状态对应的监测时刻的大气廓线；步骤3，确定卫星在相邻通道分别测得的地面亮温值，分别为Ti和Tj；其中，T...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱苏晋，杨馨，李飞，张悦，
申请(专利权)人：北京恒泰实达科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11