基于先验知识修正参数的GK-2a遥感火情监测方法技术

本发明专利技术公开了基于先验知识修正参数的GK

【技术实现步骤摘要】
基于先验知识修正参数的GK
‑
2a遥感火情监测方法


[0001]本专利技术涉及遥感火情监测
，尤其是一种基于先验知识修正参数的GK
‑
2a遥感火情监测方法。

技术介绍

[0002]火灾影响全球生态系统模式和过程，包括植被分布和结构、碳循环和气候。森林火灾会导致土壤贫瘠，破坏森林结构，造成生态环境失衡；损坏基础设施，造成经济损失，危害人类健康，甚至威胁人类生命安全。因此森林防火工作是保护森林资源的重要部分。准确的监测森林火灾可以及时控制火灾的发展蔓延，降低损失。GeoKompsat2A（简称“GK
‑
2a”）是韩国新一代地球同步气象卫星，2018年12月4日发射，2019年7月25日开始提供数据服务，定位于128.2
°
E的赤道上空。GK
‑
2A携带先进气象成像仪(Advanced Meteorological Imager，AMI)具有更高的辐射、光谱、时间和空间分辨率；AMI的硬件配置与GOES
‑
16系列和Himawari
‑
8/9相似，每10分钟扫描一次地球完整磁盘，特定区域可每2分钟扫描一次，AMI通道覆盖可见光
‑
近红外、中红外和远红外，共16个通道，空间分辨率为0.5、1和2km，包含有利于火点判识的3.8
µ
m、11.2
µ
m和12.3
µ
m通道。
[0003]卫星遥感监测方式，具有监测范围大、覆盖性强，瞬时成像、实时传输、快速处理、迅速获取信息和实时动态监测、受地面影响小等优势。常温地物热辐射能最的峰值位于长波红外波段,随着温度升高，热辐射的峰值向波长较短的波段移动。因此火点的一个显著特征就是中红外波段的辐射能最高于常温地物,通过温感观测的辐射能可以计算物体的先度温度，基于上述特征可设置适当的亮度温度阔值实现基于遥感卫星数据的火点判别。GK
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2a作为静止卫星，其一特点是监测范围大，一景遥感影像可以监测到全球大部分地区，这就导致不同采用单一或不变阈值对全球不同区域进行火点提取的算法鲁棒性较差；另一特点为因其相对于地球相对静止，这就导致画幅中观测到的区域位置不发生改变。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于重点解决GK
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2a数据的覆盖面积广，现有针对该数据不同地区的火点提取方法单一、且固定，火点提取准确率无法在广范围和长时间中得到有效延续的问题，提供了一种基于先验知识修正参数的GK
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2a数据遥感火情监测方法，以达到火点监测的准确性和算法鲁棒性的兼顾，实现快速有效的遥感火情监测需求，满足火情监测工作在保护人民生命财产安全中的提升拓展，具体的技术方案如下：基于先验知识修正参数的GK
‑
2a遥感火情监测方法，包括如下步骤：基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，包括如下步骤：步骤1，获取静止轨道GK
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2a卫星数据；步骤2，对步骤1所得卫星数据进行预处理；步骤3，对步骤2预处理后的数据进行无效像元去除；步骤4，在步骤3所得数据的基础上采用阈值判别的方法提取疑似火点；
步骤5，对步骤4所得疑似火点进行背景像元窗口提取：采用自适应窗口对可疑火点进行遍历，提取合适窗口大小的区域像元值；步骤6，采用阈值判别的方法进行真实火点判别；步骤7，对步骤6所得数据进行虚假火点剔除；其中步骤4中具体判别方法为：其中步骤4中具体判别方法为：其中，为中间变量；为数据波段7的亮度温度；为数据波段15的亮度温度；中间变量LIM计算公式为：其中，为中间变量；为经度；为纬度；所述步骤6中真实火点判别方法具体为：所述步骤6中真实火点判别方法具体为：其中，为数据波段7的亮度温度；为数据波段15的亮度温度；为窗口波段7的亮度温度均值；为窗口波段15的亮度温度均值；、、为先验知识，其中为调整、两通道火点差异性阈值的先验知识参数，和是调整通道数据同通道数据均值差异的参数；为窗口波段7的标准差；为窗口波段7和波段15之差的标准差。
[0005]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述步骤1中GK
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2a卫星数据作为特征提取火点所需要的波段为第3波段：中心波长0.64μm、第4波段：中心波长0.85μm、第6波段：中心波长1.61μm、第7波段：中心波长3.83μm和第15波段：中心波长12.36μm。
[0006]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述步骤3中无效像元去除包括云像元、水体像元、沙漠像元及耀斑点区域的去除。
[0007]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述云像元的标记方法为：法为：法为：式中为数据波段7的亮度温度；为数据波段15的亮度温度；为数据波段3的反射率；为数据波段4的反射率。
[0008]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述水体像元的标记
方法为：式中为数据波段3的反射率；为数据波段4的反射率；为数据波段6的反射率。
[0009]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述沙漠像元的标记方法为：方法为：方法为：方法为：方法为：方法为：式中为数据波段7的亮度温度；为数据波段15的亮度温度；为数据波段3的反射率；为数据波段4的反射率；为数据波段6的反射率。
[0010]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述耀斑点区域的判别方法为：别方法为：式中为耀斑角；为数据波段3的反射率；为数据波段4的反射率。
[0011]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述步骤5中自适应窗口大小的变化逻辑为：以可疑火点为窗口中心，初始提取5*5的窗口大小，在有效像元个数占窗口大小的80%以上时，固定有效窗口大小；若不满足，将以步长为2进行窗口扩大，直到扩大为15*15大小停止。
[0012]上述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，所述步骤6中虚假火点去除后，将该去除的虚假火点作为先验知识纳入下一次火点监测中。
[0013]本专利技术的有益效果是，本专利技术公开了一种基于先验知识修正参数的GK
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2a数据遥感火情监测方法，解决了现阶段利用GK
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2a数据提取火点的算法在大面积区域普适性较差，在不同地区火点提取效果不一致的问题，有效增加算法的适用性，提升火点提取能力，提高火点提取精度，达到火点监测的准确性和算法鲁棒性的兼顾，实现快速有效的遥感火情监测需求，满足火情监测工作在保护人民生命财产安全中的提升拓展。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，获取静止轨道GK
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2a卫星数据；步骤2，对步骤1所得卫星数据进行预处理；步骤3，对步骤2预处理后的数据进行无效像元去除；步骤4，在步骤3所得数据的基础上采用阈值判别的方法提取疑似火点；步骤5，对步骤4所得疑似火点进行背景像元窗口提取：采用自适应窗口对可疑火点进行遍历，提取合适窗口大小的区域像元值；步骤6，采用阈值判别的方法进行真实火点判别；步骤7，对步骤6所得数据进行虚假火点剔除；其中步骤4中具体判别方法为：其中步骤4中具体判别方法为：其中，为中间变量；为数据波段7的亮度温度；为数据波段15的亮度温度；中间变量LIM计算公式为：其中，为中间变量；为经度；为纬度；所述步骤6中真实火点判别方法具体为：所述步骤6中真实火点判别方法具体为：其中，为数据波段7的亮度温度；为数据波段15的亮度温度；为窗口波段7的亮度温度均值；为窗口波段15的亮度温度均值；、、为先验知识，其中为调整、两通道火点差异性阈值的先验知识参数，和是调整通道数据同通道数据均值差异的参数；为窗口波段7的标准差；为窗口波段7和波段15之差的标准差。2.根据权利要求1所述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，其特征在于，所述步骤1中GK
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2a卫星数据作为特征提取火点所需要的波段为第3波段：中心波长0.64μm、第4波段：中心波长0.85μm、第6波段：中心波长1.61μm、第7波段：中心波长3.83μm和第15波段：中心波长12.36μm。3.根据权利要求1所述的基于先验知识修正参数的GK
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2a遥感火情监测方法，其特征在于，所述步骤3中无效像元去除包括云像元、水体像元、沙漠像元及耀斑点区域的去除。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：逄增伦，王毅，刘其顺，逄增辉，武彬，孙晓燕，柳燕，王夏青，
申请(专利权)人：青岛浩海网络科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：