一种基于GK-2A遥感影像的亮温差火点提取方法技术

本发明专利技术公开了一种基于GK

【技术实现步骤摘要】
一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法


[0001]本专利技术涉及遥感火情监测
，尤其是一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法。

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。要想做到火灾的灾前防范，灾中精准定位的高时效性，仅靠地面站监测是不能够完成的，当前卫星遥感已成为重要的监测手段。现有技术中，卫星遥感火情监测已有众多的卫星数据开展了火情监测研究，但是高频的全域覆盖的卫星数据还较少，其中Himawari
‑
8和FY
‑
4能做到高时效监测我国的火点，但是Himawari
‑
8数据并不能覆盖我国的西部地区，且单一数据源会存在数据缺失、数据传输不稳定、数据异常、天气影响等问题，无法满足全域全天候监测的需求。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，包括如下步骤：步骤1，获取不同时相的GK
‑r/>2A遥感影像；步骤2，将步骤1所得的GK
‑
2A遥感影像进行预处理；步骤3，对步骤2所得的数据进行掩膜提取，得到不同时相的晴空像元；步骤4，根据步骤3得到的晴空像元判断可疑火点，得到可疑火点数据；步骤5，利用步骤3掩膜后的亮温数据做差值处理，得到不同时相的差值亮温；步骤6，利用步骤5得到的差值亮温进行普通克里金插值，将得到插值亮温作为灾中的背景亮温；步骤7，利用步骤6所得的插值亮温作为背景亮温来进行火点确认，得到火点数据；步骤8，对得到的火点数据进行假火点剔除，最终得到火点数据；所述步骤4中可疑火点判断方法为：或者或者或者其中，表示第7通道的亮温值，表示第7通道的亮温阈值，表示第7
通道窗口区内所有像元的亮温平均值，表示第7通道窗口区内所有像元的亮温标准差值，表示窗口区内背景像元的亮温平均值，表示可疑火点像元与背景像元的差异，表示第7通道背景像元的标准差。
[0005]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述步骤2中预处理过程包括辐射定标、大气校正、波段叠加、几何校正。
[0006]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述辐射定标所对应GK
‑
2A数据中的第1(0.47μm)、2(0.51μm)、3(0.64μm)、4(0.85μm)、 6(1.61μm)、7(3.83μm)、14(11.21μm)和15(12.36μm)通道； 所述大气校正所对应GK
‑
2A卫星数据中的第4、6、7、14和15通道；所述波段叠加即将所有辐射定标的数据、四个角度物理量和经纬度进行波段叠加；所述几何校正即校正其中的经度、纬度，其余波段根据校正波段进行校正。
[0007]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述步骤3中掩膜提取具体包括：将步骤2所得数据进行云检测及水体检测。
[0008]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述云检测计算公式为： or
ꢀꢀꢀ
and
ꢀꢀꢀ
and 其中，表示第7通道的亮温值，A3表示第3通道的反射率数值，A15代表第15通道的反射率数值，SOZ表示四个角度物理量中的太阳天顶角。
[0009]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述水体检测计算公式为：为：其中， 表示第1通道反射率数值， 表示第2通道反射率数值，表示第4通道反射率数值，表示第6通道反射率数值。
[0010]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述步骤5中不同时相的差值亮温的计算公式如下：其中，代表灾中与灾前数据的差值亮温，表示灾前晴空像元的亮温集合，表示灾中晴空像元的亮温集合。
[0011]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述步骤6中普通克里金插值的计算方法如下：
其中，是点（）处的估计值，即潜在火点位置对应的亮温补偿值，即等于；为权重系数，用于满足点（）处的估计值与真实值的差最小的一套系数；T
i
是(x
i
,y
i
)处的真实值。
[0012]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述步骤7中进行火点确认的方法为：认的方法为：其中，表示第7通道的亮温值，表示第7通道的背景亮温即插值的亮温补偿值，表示第7通道与第14通道的亮温差值，表示7通道与14通道差值的背景亮温即两通道插值亮温的补偿值，、均为判别阈值的修正系数；表示背景窗的修正标准差，表示背景窗口的修正标准差。
[0013]上述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，所述步骤7中火点确认时窗口区域的修正标准差计算公式为：其中，为窗口区域的修正标准差， 为窗口区域的原始标准差。
[0014]本专利技术的有益效果是，添加GK
‑
2A卫星数据，其卫星星下点在128.2
°
，可以拍摄到中国的西部地区，使用GK
‑
2A遥感数据提取火点监测，有助于解决单一数据源面临的数据缺失、数据传输不稳定、数据异常、天气影响等问题；通过使用不同时相的GK
‑
2A遥感数据对其亮温进行差值处理，将其无污染的差值亮温作为样本点数据，使用普通克里金插值得到补偿的插值亮温，经过插值的补偿亮温填补了因天气和水体反射的干扰，使其避免了因峰值过高而影响火点提取的精度，因此将获得的插值亮温作为灾中的背景亮温，能有效提升火点提取的准确度，增加火点监测的卫星数据源。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0016]图1为本专利技术流程示意图；
图2为2022年4月10日12时GK
‑
2A卫星几何校正后全圆盘影像；图3 为2022年4月10日12时山东省威海市文登区GK
‑
2A火情提取结果图。
具体实施方式
[0017]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细说明。
[0018]本专利技术提供了一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，如图1所示，本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
其中，表示第7通道的亮温值，A3表示第3通道的反射率数值，A15代表第15通道的反射率数值，SOZ表示四个角度物理量中的太阳天顶角。6.根据权利要求4所述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，其特征在于，所述水体检测计算公式为：检测计算公式为：其中， 表示第1通道反射率数值， 表示第2通道反射率数值，表示第4通道反射率数值，表示第6通道反射率数值。7.根据权利要求1所述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，其特征在于，所述步骤5中不同时相的差值亮温的计算公式如下：其中，代表灾中与灾前数据的差值亮温，表示灾前晴空像元的亮温集合，表示灾中晴空像元的亮温集合。8.根据权利要求1所述的一种基于GK
‑
2A遥感影像的亮温差火点提取方法，其特征在于，所述步骤6中普通克里金插值的计算方法如下：其中，是点（）处的估计值，即潜在火点位置对应的亮温补偿值，即等...

【专利技术属性】
技术研发人员：逄增辉，朱仕利，刘金龙，钱娟冰，孙晓燕，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：