[发明专利]一种基于卫星遥感的森林火情监测方法

说明书

本发明提出一种基于卫星遥感的森林火情监测方法，包括以下步骤；步骤一、读入待监测区域的光学影像，对各个像元进行检测；步骤二、对光学影像中的云、水进行识别，把识别出的云和水所在像元标记为非火像元；步骤三、参照待监测区域的地物类型图，对未标记为非火像元的光学影像区域进行潜在火点检测，并把未检测为潜在火点的像元标记为非火像元，把检测为潜在火点的像元标记为潜在火点像元；步骤四、结合潜在火点像元周围的背影窗像元的特征，对潜在火点像元进一步评估以定位出其中的火点像元；步骤五、检测识别火点像元中的耀斑，把剔除耀斑后剩余的火点像元作为森林火情输出；本发明采用改进的自适应阈值法，能提升森林火情监测的准确性。

技术领域

本发明涉及防灾监测技术领域，尤其是一种基于卫星遥感的森林火情监测方法。

背景技术

近年来，森林火灾在全球范围内此起彼伏，对生态系统造成了毁灭性的破坏，严重威胁着人们的生命财产安全。面对这样一种突发性强、破坏性打、处置救助较为困难的自然灾害，一方面需要做好森林火灾预防工作，从源头上防止森林火灾的发生；另一方面一旦发生森林火情需要及时发现和扑救，避免其蔓延，最大限度地减少火灾损失。目前森林火灾的监测方法包括地面巡护、瞭望台监测、航空巡护和卫星遥感，其中卫星遥感技术是一种监测火情、掌握火情发展规律和趋势的有效且经济的手段。它根据发生森林火情时温度升高导致热辐射增强，但不同红外通道的增长幅度存在差异的特性，可以实现在较短周期内大面积地探测森林火情。

用于监测森林火情的卫星根据卫星运行的轨道可以分为太阳同步轨道卫星和地球同步轨道卫星，太阳同步轨道卫星数据具有较高的空间分辨率，但重访周期较长；相反地球同步轨道卫星的空间分辨率较低，但观测频次较高，更能满足探测森林火情及时性的需求。日本葵花8号作为新一代的地球同步轨道卫星，在时间分辨率和空间分辨率上都有较大提升，达到每10分钟观测一次，空间分辨率为2km，共16个波段，为近实时地大面积监测森林火情提供了可能。

基于遥感数据监测森林火情的方法可以分为固定阈值法和自适应阈值法，固定阈值算法通过预先设定阈值来判定像元是否为火点，但不同地域不同季节存在变化，这类算法普适性较差。自适应阈值法通常使用固定阈值先确定潜在火点，再根据潜在火点与其背景窗的辐射差异确定真实火点，但使用固定阈值确定潜在火点同样存在通用性较差的问题，森林火情、草原火情、秸秆焚烧因燃烧物质不同固定阈值难以全部适用，阈值过高容易漏掉细小火情，阈值过低容易加大很多不必要的计算量甚至导致误检。

因此本文提出了一种基于卫星遥感的火情监测算法，使用时间分辨率和空间分辨率都较高的葵花8号卫星作为数据源，采用改进的自适应阈值法，解决以往算法通用性较差的问题，提升森林火情监测的准确性。

发明内容

本发明提出一种基于卫星遥感的森林火情监测方法，采用改进的自适应阈值法，能提升森林火情监测的准确性。

本发明采用以下技术方案。

一种基于卫星遥感的森林火情监测方法，所述监测方法包括以下步骤；

步骤一、读入原始的卫星遥感图像中待监测区域的光学影像，把光学影像视为多个像元的集合，并对各个像元进行检测；

步骤二、对光学影像中的云、水进行识别，把识别出的云和水所在像元标记为非火像元；

步骤三、参照待监测区域的地物类型图，对未标记为非火像元的光学影像区域进行潜在火点检测，并把未检测为潜在火点的像元标记为非火像元，把检测为潜在火点的像元标记为潜在火点像元；

步骤四、结合潜在火点像元周围的背影窗像元的特征，对潜在火点像元进一步评估以定位出其中的火点像元；

步骤五、检测识别火点像元中的耀斑，把剔除耀斑后剩余的火点像元作为森林火情输出。

在步骤一对各个像元进行检测时，先识别像元的昼夜属性，即像元属于白天像元还是黑夜像元，再调用对应的检测阈值；