[发明专利]基于遥感图像和植被类型图的森林草原火灾火势判别方法

说明书

本发明提供了一种基于遥感图像和植被类型图的森林草原火灾火势判别方法，用以解决现有技术中未定量评测火场燃烧态势的问题。所述基于遥感图像和植被类型图的森林草原火灾火势判别方法，利用GF‑4 PMI数据，将其可见光近红外影像和中波红外影像相结合，再与植被类型图相结合，获得与植被类型相对应的比辐射率作为火的比辐射率，再定量计算燃烧植被所占比例、燃烧植被面积和火的温度，进而计算森林草原火灾的辐射强度、火线强度和火焰高度等表征火势的参数，基于定量的参数判别火势等级。本发明为森林草原火灾的扑救决策提供火场辐射能量的定量、可靠、准确的数据支持。

技术领域

本发明属于森林草原火灾监测领域，尤其涉及一种基于遥感图像和植被类型图的森林草原火灾火势判别方法。

背景技术

森林草原火灾火势是指在森林草原火灾发生过程中，火场燃烧区域的辐射强度、火线强度和火焰高度等量化指标所反应出来的火势级别，从而根据不同的火势级别制定灭火方案。

现有技术中，森林草原火灾发生后，通常采用地面瞭望、有人机侦察或无人机巡视等手段并通过观察员人工目测和经验判断的方式获取火场的火焰高度，再由火焰高度推算火线强度，进而估计得出火场的火势大小；前线指挥员并以此来部署扑火兵力。但是，过多依靠人的主观判断，不仅存在受主观因素影响较大的问题，并且还因树冠遮挡、烟区干扰等导致无法直接得到火场的火焰高度，导致难于判断得出火场火势大小。而目前森林草原火灾火情卫星遥感日常业务监测中，虽然数据获取较客观，但利用具有热辐射探测能力的中低空间分辨率(1000m左右)卫星遥感数据，大部分燃烧区在卫星影像仅表现为着火点，且多为燃烧区域和非燃烧区域相混合状况；在日常森林草原火灾火情监测结果中提供各着火点像元的空间位置(经度、纬度)、亮度温度、以及辐射能量等信息，而未关注火场燃烧态势(如辐射强度、火线强度、火焰高度等)的情况。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种基于遥感图像和植被类型图的森林草原火灾火势判别方法，利用植被类型图和GF-4PMI遥感数据相结合，并将其可见光近红外影像和中波红外影像相结合，进行森林草原火灾中燃烧植被面积和火的温度测算，并进一步测算森林草原火灾的辐射强度、火线强度和火焰高度，判别火势等级，为森林草原火灾的扑救决策提供火场辐射能量的量化数据，更加准确、可靠，且节约人力资源。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供了一种基于遥感图像和植被类型图的森林草原火灾火势判别方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，获取GF-4空间分辨率为50m的PMS文件和空间分辨率为400m的IRS文件；

步骤S2，分别将PMS文件和IRS文件中记录的像元灰度值对应转换生成表观反射率影像文件和亮温影像文件，并分别进行几何校正；以PMS文件生成的表观反射率影像文件为基准，对IRS文件生成的亮温影像文件进行几何配准，以火灾区域为中心，用相同边界分别裁剪出覆盖火灾区域的燃烧区PMS文件和燃烧区IRS文件；

步骤S3，根据燃烧区PMS文件获取燃烧区域内的植被类型图，并获取植被类型图内与植被类型对应的燃烧植被的比辐射率，作为火的辐射比率；

步骤S4，基于所述燃烧区PMS文件和燃烧区IRS文件，判断出燃烧区域内的着火点像元，计算各着火点像元的亮度温度，并通过燃烧植被的比辐射率转换为真实温度；

步骤S5，根据燃烧区PMS文件的表观反射率影像文件计算燃烧区域的植被覆盖度；再根据植被覆盖度及燃烧区PMS和IRS影像文件，计算每个像元燃烧植被所占比例及燃烧植被面积；

步骤S6，根据着点火像元的真实温度、燃烧植被所占比例、火的比辐射率，计算燃烧区内火场强度值，再根据火场强度值及燃烧植被面积计算平均火线强度；

步骤S7，根据火场的平均火线强度，判别火势等级。