[发明专利]基于网格流的输电线路火灾蔓延预测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于网格流的输电线路火灾蔓延预测方法及系统，首先利用火点采集设备获取火点信息；将受灾区域GIS图像划分成网格图像，得到受灾区域的网格地形，识别每个网格的地物类别，再计算不同气象条件下的跨网格火灾蔓延强度，构造受灾区域的火灾蔓延加权网格图；在受灾区域的火灾蔓延加权网格图中搜索从火灾扩散路径，建立火情蔓延模型，计算受灾杆塔的坐标、蔓延的区域面积与火灾蔓延到杆塔的时间；最后对依据网格流方法预测的火灾蔓延的不同影响级别做出相应的告警。本发明的基于网格流的输电线路火灾蔓延预测方法及系统，具有能快速计算出火点蔓延到输电线路区域的时间和火情强度、及时通知火情、预警的准确性高等优点。

主权项

基于网格流的输电线路火灾蔓延预测方法，其特征是，包括如下步骤：步骤1：利用火点采集设备获取火点信息，所述火点信息包括火点位置、火点面积、火情强度、发生时间，并结合历史数据剔除噪声与伪火点；步骤2：通过时态GIS更新系统定期获取地理GIS信息，按照指定精度将受灾区域GIS图像划分成网格图像，得到受灾区域的网格地形；步骤3：结合资源卫星数据库，采用地物识别方法对步骤2中得到的受灾区域网格识别每个网格的地物类别信息，并计算相邻网格的地物空间相关性；按资源卫星数据划分为六类：城镇与道路C、山地与丘陵M、荒地与滩涂W、草地和农田G、林地与果园F、河流与湖泊R；通过对火灾历史数据分析，分别计算六种地物类型中火灾蔓延覆盖相同大小网格所需的时间{TC,TM,TW,TG,TF,TR}与速率{vC,vM,vW,vG,vF,vR}，再根据拜拉姆公式来计算火灾跨网格蔓延的无权强度I，即I＝0.007HWv；其中，I为火线强度，单位为千瓦/米；H为热值，单位为焦/克；W为有效可燃物量，单位为吨/公顷；v为蔓延速度，单位为米/分；步骤4：结合受灾区域气象信息，利用影响火灾的多种气象因素对步骤3中得到的地物空间相关性进行加权，计算跨网格火灾蔓延强度，获取受灾区域的火灾蔓延加权网格图；步骤4‑1：分析火灾历史数据，对影响火灾的主要气象因素进行分档处理，即对每种气象信息按照其对火灾蔓延的影响从高到低划分为10个档次{LT,LH,LP,LS,LR}＝1:10，将不同网格之间的气象因素档次求平均作为蔓延强度的气象加权；其中，LT、LH、LP、LS、LR分别表示温度T、湿度H、气压P、日照长度S、降水量R的气象因素档次；步骤4‑2：分析火灾历史数据，对影响火灾的风力气象因素进行分档处理，即对风速W按照其对火灾蔓延的影响从高到低划分为10个档次LW＝1:10，将不同网格之间的风速档次求平均，再乘以风向与网格间夹角θ的余弦作为蔓延强度的风力加权；步骤4‑3：最终计算出火灾跨网格蔓延加权强度，并以此构造出受灾区域的火灾蔓延加权网格图G；步骤5：利用网格流算法在受灾区域的火灾蔓延加权网格图中搜索从火点到杆塔的扩散路径，建立火情蔓延模型，计算受灾杆塔的坐标、蔓延的区域面积与火灾蔓延到杆塔的时间；(1)将着火点的火情强度作为网格流源点的总量α用于标定该格点是否有火情，定义：Nif为当地面出现火点时，含有火点的像元在遥感卫星通道i的辐射率，i＝3，4，5，分别表示FY‑1D、NOAA/AVHRR与红外通道序号；(2)火情在网格中蔓延被描述为网格中的流，在某一时刻t，网格点u的火情强度为该点在上一时刻t‑1时的火情强度加上在t时刻从u的所有近邻点v蔓延的火势强度；Rtα(u)=Rt-1α(u)+Σv:(u,v)∈E(gtα(v,u)-gtα(u,v))---(2)]]>式子(2)中，表示从近邻点v蔓延到u的火强度，表示从u蔓延到近邻格点v的火势强度，二者之差就是当前时刻t从近邻蔓延到u格点的实际火势强度；(3)计算跨网格火灾蔓延强度其中，w为火灾跨两个网格的蔓延加权强度；步骤6：根据步骤5中得到的受灾杆塔的坐标、蔓延的区域面积与火灾蔓延到杆塔的时间确定火灾蔓延的不同影响级别，对火灾蔓延的不同影响级别做出相应的告警；并通过时态GIS更新系统更新受灾区域地理GIS信息。