[发明专利]一种基于多时相Landsat-8 OLI影像短波红外的火灾检测方法

说明书

本发明涉及一种基于多时相Landsat‑8 OLI影像短波红外的火灾检测方法，包括以下步骤：1)获取卫星火灾区影像数据，并对火灾前后的时相影像进行预处理；2)预处理后的影像计算NBRSWIR指数图；3)对前后时相的指数图进行差值运算获取NBRSWIR差值图，并根据NBRSWIR差值图进行火灾区域判定。与现有技术相比，本发明具有准确快速、有效实用等优点。

技术领域

本发明涉及火灾检测领域，尤其是涉及一种基于多时相Landsat-8 OLI影像短波红外的火灾检测方法。

背景技术

近几十年来，国内外学者基于遥感影像对林火信息提取展开了广泛研究。最初多使用NOAA/AVHRR和EOS/MODIS等低分辨率卫星影像数据监测林火。虽然它们具有很高的时间分辨率，但只能从大范围较粗空间分辨率下监测区域受灾情况，林火信息的提取也仅限于利用红外进行地表温度反演检测火点以及制作火情监测图，对于火烧迹地的提取误差较大。中等分辨率陆地卫星Landsat计划的开启，在很大程度上提高了火灾提取精度。其中，最新系列Landsat-8 OLI影像空间分辨率30m，波段6(1.57–1.65μm，新增短波红外波段)和波段7(2.11–2.29μm)均可用于监测火灾。传统基于遥感影像的火灾提取方法也比较成熟。包括光谱指数、地表温度反演、主成分分析、图像分类、神经网络和光谱混合分析等。光谱特征是用来识别卫星遥感影像上各种地物特征的重要表征，不同地物的光谱曲线具有唯一性和可区分性，常被用于提取地表专题信息。因此基于多时相火灾影像的光谱指数差值法由于其形式简单、计算迅速、准确度高，成为了提取火烧迹地的常用方式。森林植被的减少会导致反射率在短波红外光谱区间增加而在近红外光谱区间迅速减少，大多数指数的设计是基于近红外波段和短波红外波段来实现林地和林火的区分。然而，仅通过火灾后植被减少(林地)和燃烧残留物沉积(林火)两个变化特征极易忽略地表其它地物的变化，比如说水体、裸地、烟雾和城镇等，从而导致虚检现象的产生。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于多时相Landsat-8 OLI影像短波红外的火灾检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于多时相Landsat-8 OLI影像短波红外的火灾检测方法，包括以下步骤：

1)获取卫星火灾区影像数据，并对火灾前后的时相影像进行预处理；

2)预处理后的影像计算NBRSWIR指数图；

3)对前后时相的指数图进行差值运算获取NBRSWIR差值图，并根据NBRSWIR差值图进行火灾区域判定。

所述的步骤1)中，依次通过辐射定标、Flash大气校正和影像裁剪进行预处理，消除由大气产生的辐射误差。

所述的步骤2)具体为：

对Landsat8 OLI影像的两个短波红外波段采取波段运算得到火灾前后时相的NBRSWIR指数图，具体为：

其中，NBRSWIR为新型火灾指数，SWIR1、SWIR2分别为Landsat-8 OLI影像的第6和第7波段数据。

所述的步骤3)中，对前后时相NBRSWIR指数图作差得到反映火灾信息的NBRSWIR指数差值结果，则有：

d_NBRSWIR＝NBRSWIR_post-NBRSWIR_pre

其中，NBRSWIR_post为火灾发生后影像的NBRSWIR指数图，NBRSWIR_pre为火灾发生前影像的NBRSWIR指数图，d_NBRSWIR为前后时相影像的NBRSWIR指数差值图。