[发明专利]一种基于Himawari8的火点监测算法

摘要

本发明公开了一种基于Himawari8的火点监测算法，包括：S1，使用5×5像素的内核计算平均亮度温度；S2，为了确认火点像元，如果像元满足条件，则将像元初始识别为火点像元；S3，利用近红外B4波段和可见光B3波段对疑似火点进行二次审查；S4，采用相邻时段的两景影像进行最终的确认。本发明充分吸收前人的研究成果，综合利用Himawari8数据多波段的特性，采用多波段阈值法，火点识别精准快速，误报率低；本发明与目前技术相比，所用数据不同，提取模型不同。

主权项

1.一种基于Himawari8的火点监测算法，其特征在于，包括以下步骤：S1，使用5×5像素的内核计算平均亮度温度，Tb7bg＝平均值Tb7，5×5像素无云像素的内核小于20％，将逐渐扩展到7×7,9×9，...，51×51；如果仍然无法达到无云像素小于20％的标准，则将像素排除在计算之外并标记为非火点像素；此前的计算需要确定并去除云，水体和其他可疑火像素；识别高温可疑像素的条件如下式所定义：Tb7>313或δb7<2；其中Tb7是波段7的亮度温度值，是对波段7进行辐射定标后然后普朗克公式的反函数推算得到对应的亮度温度；δb7是波段7的内核像素的标准差；S2，为了确认火点像元，如果像元满足以下条件，则将像元初始识别为火点像元：Tb7‑Tb13＜N1；其中Tb7是内核中波段7的亮度温度值，Tb13是内核中波段13的亮度温度值；N1,N2是背景系数，该系数随不同地区和时间而变化；在北方区域设置为N1＝4,N2＝2.5；S3，利用近红外B4波段和可见光B3波段对疑似火点进行二次审查，具体包括：S31，潜在火点判断：S32，火点判断：其中μb3和δb3表示背景窗的平均值和标准平方差，在这个模型中背景窗口的范围大小从3×3到15×15，这个主要取决于背景窗口中的非潜在火点是不是高于25％；此模型中的关键在于背景窗口的选择，以实际情况作为依据来选取范围大小；如果背景窗口范围太小，会使得大火灾中的像元漏掉，如果范围太大精度达不到；背景窗：也就是以目标像素为中心的从3X3到15X15不等的周围像素集合；Tb3：指波段3反演后的亮温值；Tb4：指波段4反演后的亮温值；N:为背景系数，该系数随监测的不同区域、不同时间以及不同角度均随时变化；对于北方地区设为2，南方地区设为3.5；S4，采用相邻时段的两景影像进行最终的确认；采用第七波段，(B7new‑B7old)/(B7new+B7old)<0.3；其中B7new指当前时间影像的第七波段影像，B7old指十分钟前，也就是上一个时间段的第七波段影像。