[发明专利]基于聚类分析去背景场的电网山火卫星火点判识方法

摘要

本发明公开了基于聚类分析去背景场的电网山火卫星火点判识方法，其根据历史积累的卫星过境季节、过境时刻、轨道位置、地面温度、天空云量的数据以及卫星遥感红外亮温数据，使用聚类分析方法得到我国不同地区的温度背景场，在实时卫星监测数据中，剔除温度背景场后，根据温度异常判识山火火点。该方法具有思路清晰、计算量小、操作性强、准确率高、实用性强等优点。

主权项

一种基于聚类分析去背景场的电网山火卫星火点判识方法，其特征在于：包括以下步骤：(A)收集待判识区域内的历史卫星数据和历史气象数据，包括卫星每次过境的季节、过境时刻、轨道位置、地面温度、天空云量的数据，以及卫星遥感红外亮温数据；(B)将卫星过境季节、过境时刻、轨道位置、地面温度、天空云量的特征抽取转换为数值，将每一次卫星过境数据转化为坐标数据X(x₁,x₂,x₃,x₄,x₅)，x₁为过境季节数据；x₂为过境时刻数据；x₃为轨道位置数据；x₄为地面温度数据；x₅为天空云量数据，并剔除山火爆发时段和云层厚度大时段的孤点数据；(C)采用聚类分析方法对步骤(B)得到的数据进行聚类分析，将该数据分成N类，N取6～8；(D)计算出每类数据的中心点C_n(x_1n,x_2n,x_3n,x_4n,x_5n)，其中n表示第n类，x_1n为第n类数据的过境季节；x_2n为第n类数据的过境时刻；x_3n为第n类数据的轨道位置；x_4n为第n类数据的地面温度；x_5n为第n类数据的天空云量；(E)获取待判识山火的实时卫星数据和气象数据，并按照步骤(B)的方法进行处理得到待判识山火的实时坐标数据，计算待判识山火的实时坐标数据与每类数据中心点的欧氏距离D_n，计算公式如下：$D_n=\sqrt{\underset{i=1}{\overset{5}{\Σ}}{(x_{in}-x_i)}^2}$式中，n表示第n类数据，x_in为第n类数据的特征值，x_i为待处理卫星数据的特征值；将与待判识山火的实时坐标数据的欧氏距离最近的一类数据记为第Z类数据；(F)将每类数据中所有卫星遥感红外亮温数据在相同网格点的数据求平均，得到平均场，并以该平均场作为该类数据的背景场；(G)将待判识山火的实时卫星遥感红外亮温数据进行去背景温度处理，具体是将待判识山火的实时卫星遥感红外亮温数据减去第Z类数据在对应网格点的背景场，得到去掉背景场的温度异常值；(H)将步骤(G)得到的温度异常值与设定阈值进行比较，当温度异常值大于设定阈值时，判定为火点。