[发明专利]一种红外与多光谱波段组合监测森林火灾的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种监测森林火灾的方法。

背景技术

森林火灾是一种年年发生的世界性的、危害森林资源的重大灾害。每一次森林大火都给森林植被、森林生态系统、全球生态环境和人类生命财产带来严重危害和损失，对生态系统破坏性的影响有可能长达几十到数百年。

环境一号B星的红外多光谱相机第3波段光谱范围为3.50μm～3.90μm，对火灾、活火山等高温目标的识别敏感，特别是对于森林火灾，它不仅可以清楚地显示火点、火线的形状、大小、位置，而且对小的隐火、残火，也有很强的识别能力。但是红外影像是黑白的，没有光谱信息，容易出现火灾的误判。

环境一号B星的多光谱影像可以识别正在蔓延的火灾，以及火灾引起的烟雾，也可以对已经扑灭的森林火灾进行受灾范围提取并计算过火面积，但是由于烟雾的影响，不能在多光谱影像上清晰地识别出着火点位置。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种红外与多光谱波段组合监测森林火灾的方法，该方法使不具有任何遥感专业知识的领导与救火人员也能方便地辨识着火点位置，分析火势情况。

本发明的技术解决方案是：一种红外与多光谱波段组合监测森林火灾的方法，步骤如下：

(1)选择同一天环境卫星采集的CCD相机数据和红外相机数据，选择CCD相机的第三、四波段以及红外相机第三波段作为原始数据，其中CCD相机的第三波段为红光波段，第四波段是近红波段，红外相机的第三波段是红外波段；

(2)对步骤(1)中采集的红外相机数据进行辐射亮度计算，初步判断图像中是否存在火点，若存在则转步骤(3)，否则返回步骤(1)重新进行数据采集；

(3)调整红外相机的第三波段数据，使其与CCD相机在图幅和空间分辨率上保持一致；

(4)对步骤(3)调整后的CCD相机数据、红外相机数据进行几何精纠正；

(5)将经过几何精纠正的CCD第三波段作为新的第一波段，将经过几何精纠正的CCD第四波段作为新的第二波段，将经过几何精纠正的红外相机第三波段作为新的第三波段，即得到既能突出红外相机图像的火灾范围特征，又能保持多光谱相机图像的光谱特征的全新的融合影像，利用该影像监测森林火灾。

所述步骤(2)判断是否存在火点的步骤如下：

(2.1)对红外相机第三波段、第四波段的数据分别进行去云降噪处理，并对去云降噪处理后的图像分别进行亮温计算；

(2.2)确定红外相机的第三波段和第四波段的亮温值，该亮温值作为火点提取的阈值；

(2.3)将步骤(2.1)亮温计算后得到的两幅图像上的对应点分别与步骤(2)中确定的阈值进行比较，将满足限制条件的点作为火点。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明介绍了一种方法，用环境一号B星的红外与多光谱数据进行波段组合，监测森林火灾，既能突出红外相机图像的火灾范围特征，又能保持多光谱相机图像的光谱特征，制作的成果图更能接近于真实场景，使不具有任何遥感专业知识的领导与救火人员也能方便地辨识着火点位置，分析火势情况，对其中包含的丰富信息快速判读。

(2)环境一号卫星B星影像的红外第三波段数据与CCD第三、第四波段数据通过通道合成生成的融合影像，过火区为棕黑色，明火区呈鲜红色，火灾引起的烟羽清晰，呈灰白色，能辅助减少森林火灾的误判。这种方法融合的影像既能突出红外相机图像的火灾范围特征，又能保持CCD相机图像的光谱特征，制作的成果图更接近于真实场景，清晰易懂，便于领导分析辨识火势发展，制定最适宜的扑救方案。

附图说明

图1为本发明方法流程图；

图2-图4分别为同一天同一地区红外第三波段、CCD第三波段、第四波段的原始数据；

图5为采用本发明方法对图2-图4处理后的图像；

图6为图5的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细说明，如图1所示，步骤如下：

(1)选择同一天环境一号卫星B星(HJ-1B)采集的CCD数据和红外IRS数据。其中，CCD相机的第三波段是红光波段，第四波段是近红波段，IRS相机的第三波段是中红外波段，第四波段是热红外波段。根据火灾的特点，选择CCD相机的第三、第四波段以及IRS相机的第三波段作为原始数据。

(2)对步骤(1)中采集的红外相机数据进行辐射亮度计算，初步判断图像中是否存在火点，若存在则转步骤(3)，否则返回步骤(1)重新进行数据采集；