静止气象卫星草原火灾高频动态遥感的监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法及系统，基于静止气象卫星，其中静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法包括：获取静止气象卫星数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据。基于监测区域格栅数据，确定出监测区域格栅数据中的目标像元。基于目标像元，生成火点像元。基于火点像元，生成明火区面积。基于明火区面积，输出火灾监测结果。借此，本发明专利技术的静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，可以高时效、高准确率的发现并监测草原火灾的状态，并输出火灾监测结果。测结果。测结果。

【技术实现步骤摘要】
静止气象卫星草原火灾高频动态遥感的监测方法及系统


[0001]本专利技术是关于草原火灾监测
，特别是关于一种静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，草原火情灾害频发，它是一种突发性强、破坏性大、处置救援较为困难的自然灾害，给自然生态系统和人类的声明财产安全都造成了不可逆的破坏，利用卫星遥感来监测草原火情是目前监测范围较广、监测周期较短、限制条件较少的一种有效技术手段。
[0003]现有技术中，光谱反射率订正需要考虑太阳天顶角处于0
°
至90
°
的变化，不同时次获取的反射率信息需要校正处理，以获得更为准确的反射率，现偶的太阳天顶角订正方法如以下公式：
[0004]R
′
＝R/cos(θ
sz
)
[0005]式中，R为卫星原始反射率，R
′
为经太阳天顶角订正后的反射率，θ
sz
为太阳天顶角。
[0006]当θ
sz
较小时，反射率校正不受太阳天顶角度影响，当θ
sz
接近90
°
时，cos(θ
sz
)值无限接近0，导致R
′
异常，从而导致光谱反射率订正失败。
[0007]并且，现有火情监测方法无法实现高时效高准确率的监测，且无法实现全景、全过程态势变化的连续跟踪监测。
[0008]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法及系统，其可以高时效、高准确率的发现并监测草原火灾的状态，并输出火灾监测结果。
[0010]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，基于静止气象卫星，该方法包括：获取静止气象卫星数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据。基于监测区域格栅数据，确定出监测区域格栅数据中的目标像元。基于目标像元，生成火点像元。基于火点像元，生成明火区面积。基于明火区面积，输出火灾监测结果。
[0011]在本专利技术的一实施方式中，获取静止气象卫星数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据具体为：获取静止气象卫星对地观测数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据。其中，对静止气象卫星对地观测数据进行预处理包括地理定位信息校正、数据投影和反射率订正。
[0012]在本专利技术的一实施方式中，对静止气象卫星对地观测数据进行地理定位信息校正具体是通过如下公式校正：
[0013]Lon
delt
＝Lon
FY4B
‑
Lon
shp
[0014]Lat
delt
＝Lat
FY4B
‑
Lat
shp
[0015]式中，Lon
delt
和Lat
delt
分别为经度和纬度的偏移差，Lon
FY4B
和Lat
FY4B
分别为FY4B的经度和纬度定位，Lon
shp
和Lat
shp
分别为海岸线和湖泊矢量的经度和纬度定位。
[0016]在本专利技术的一实施方式中，对静止气象卫星对地观测数据进行反射率订正具体是通过如下公式订正：
[0017]R
′
＝R/cos(θ
sz
×
(1.0
‑
1.3
×
sin(0.05
×
θ
sz
)))
[0018]式中，R为卫星原始反射率，R
′
为经太阳天顶角订正后的反射率，θ
sz
为太阳天顶角。
[0019]在本专利技术的一实施方式中，基于监测区域格栅数据，确定出监测区域格栅数据中的目标像元具体为：基于监测区域格栅数据，提取云像元信息。利用第一判识策略对云像元信息进行判识，得到云像元。移除云像元，确定出监测区域格栅数据中的目标像元。
[0020]在本专利技术的一实施方式中，基于目标像元，生成火点像元具体为：判处目标像元邻近区域疑似高温火点像元，并计算目标像元临近区域背景亮温均值和标准差，生成热异常点像元。利用第二判识策略对热异常点像元进行判识，生成第一待定火点像元。利用第三判识策略对第一待定火点像元进行判识，生成第二待定火点像元。利用云区火点补充判识策略对云像元进行补充判识，生成第三待定火点像元。结合第一待定火点像元、第二待定火点像元和第三待定火点像元，生成火点像元。
[0021]在本专利技术的一实施方式中，第三判识策略具体包括：云污染判识策略、云边缘或荒漠区边缘策略和固定人工热源点判识策略；
[0022]其中，云污染判识策略具体为：若确认第一待定火点像元满足以下条件，不作为火点像元
[0023]R
vis
≥R
visbg
+RC_th&T
13
≤T
13_
‑
TC_th
[0024]式中，R
vis
为可见光通道反射率值，RC_th为可见光云污染判识阈值，TC_th为远红外云干扰判识阈值，T
13
为远红外通道，为背景反射率数值，T
13_g
为远红外通道背景温度数值；
[0025]其中，云边缘或荒漠区边缘策略具体为：若确认第一待定火点像元满足以下条件，不作为火点像元
[0026]T7≤T
7_
+C7×
δT
7_
&T
7_
≤T
7__
+C
7_
×
δT
7___g
[0027]式中，T7为中红外通道，C7为云边缘影响判识阈值，C
7_3
为荒漠边缘影响判识阈值，T
7_g
为中红外通道背景温度数值，δT
7_
为中红外有效背景亮温标准差，T
7_3
为中红外与远红外的像元亮温差，T
7_13_
为中红外与远红外的有效背景亮温差，δT
7_3__bg
为中红外与远红外有效背景的像元亮温差的标准差；
[0028]其中，固定人工热源点判识策略具体为：人工剔除非火热异常点。
[0029]第二方面，本专利技术提供了一种静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测系统，基于静止气象卫星，该系统包括：获取生成模块、确定模块、火点像元生成模块、明火区面积生成模块以及输出模块。获取生成模块用以获取静止气象卫星数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据。确定模块用以基于监测区域格栅数据，确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，基于静止气象卫星，其特征在于，所述方法包括：获取静止气象卫星数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据；基于所述监测区域格栅数据，确定出所述监测区域格栅数据中的目标像元；基于所述目标像元，生成火点像元；基于所述火点像元，生成明火区面积；基于所述明火区面积，输出火灾监测结果。2.如权利要求1所述的静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，其特征在于，获取静止气象卫星数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据具体为：获取静止气象卫星对地观测数据，并进行数据预处理，生成监测区域格栅数据；其中，对所述静止气象卫星对地观测数据进行预处理包括地理定位信息校正、数据投影和反射率订正。3.如权利要求2所述的静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，其特征在于，对所述静止气象卫星对地观测数据进行地理定位信息校正具体是通过如下公式校正：Lon
delt
＝Lon
FY4B
‑
Lon
shp
Lat
delt
＝Lat
FY4B
‑
Lat
shp
式中，Lon
delt
和Lat
delt
分别为经度和纬度的偏移差，Lon
FY4B
和Lat
FY4B
分别为FY4B的经度和纬度定位，Lon
shp
和Lat
shp
分别为海岸线和湖泊矢量的经度和纬度定位。4.如权利要求2所述的静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，其特征在于，对所述静止气象卫星对地观测数据进行反射率订正具体是通过如下公式订正：R
′
＝R/cos(θ
sz
×
(1.0
‑
1.3
×
sin(0.05
×
θ
sz
)))式中，R为卫星原始反射率，R
′
为经太阳天顶角订正后的反射率，θ
sz
为太阳天顶角。5.如权利要求1所述的静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，其特征在于，基于所述监测区域格栅数据，确定出所述监测区域格栅数据中的目标像元具体为：基于所述监测区域格栅数据，提取云像元信息；利用第一判识策略对所述云像元信息进行判识，得到云像元；移除所述云像元，确定出所述监测区域格栅数据中的目标像元。6.如权利要求1所述的静止气象卫星草原火灾高频动态遥感监测方法，其特征在于，基于所述目标像元，生成火点像元具体为：判处所述目标像元邻近区域疑似高温火点像元，并计算所述目标像元临近区域背景亮温均值和标准差，生成热异常点像元；利用第二判识策略对所述热异常点像元进行判识，生成第一待定火点像元；利用第三判识策略对所述第一待定火点像元进行判识，生成第二待定火点像元；利用云区火点补充判识策略对所述云像元进行补充判识，生成第三待定火点像元；结...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，郑伟，吴双，单天婵，孙瑞静，吴荣华，刘诚，
申请(专利权)人：国家卫星气象中心国家空间天气监测预警中心，
类型：发明
国别省市：