[发明专利]基于MODIS数据的输电线路附近山火监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于MODIS数据的输电线路附近山火监测方法。MODIS是指中分辨率成像光谱仪，即moderate-resolution imaging spectroradiometer，该方法适用于监测输电线路附近山火状况。

背景技术

近年来，随着全球气候变暖，极端气候天气频繁发生，我国中南地区在春耕和清明期间，越来越容易发生连续高温晴天天气。同时由于经济发展，农村燃料由传统的枯草和树木为燃气所替代，加上退耕还林政策的实施，山区地区植被保持越来越完好，因此，山火频繁发生。由于，输电线走廊经常经过山区、农区，输电线路附近山火发生次数呈快速增长趋势，因山火发生跳闸的次数亦明显增加。频发的输电线路山火跳闸事故，严重威胁电网的安全稳定运行。

利用红外卫星监测系统和传统计算方法可以大范围监测火点；但是工业用火点和低温火点难以被识别。为了及时正确的发现输电线路山火火点以便告警，需要对工业用火点，低温火点和异常高温点有着准确的识别能力。而按照传统的计算方法，由于采用固定的阈值，阈值过高会漏判低温用火点，由于没有结合地面地理信息而无法识别工业火点与实际山火，并且仅考虑单一探测通道的信息会将由于太阳反射引起的异常高温点代入火点信息当中，因此，传统的方法不能满足输电线路附近山火实时监测的需求，因此，有必要设计一种基于MODIS数据的输电线路附近山火监测方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于MODIS数据的输电线路附近山火监测方法，该基于MODIS数据的输电线路附近山火监测方法误报率小，对山火点识别准确率高。

发明的技术解决方案如下：

一种基于MODIS数据的输电线路附近山火监测方法，包括以下步骤：

步骤1：获取卫星图像数据并预处理；

步骤2：识别并排除水体和云对应的像素点；

步骤3：判断潜在火点；

步骤4：判断绝对火点；

步骤5：利用背景信息判断火点；

步骤6：滤除噪声点；

步骤7：通过NDVI指数滤除工业火点；

步骤8：判断对输电线路有影响的火点，并输出最终的火点位置；

步骤1中，从MODIS卫星接收站的原始监测图像的36个通道值中获取用于山火识别的1、2、7、21、31和32通道的数据，并对获取的数据进行儿何矫正和辐射矫正预处理；定义T_i为i通道的亮温值，R_i为i通道的反射率；i＝1、2、7、21、31和32；

所述的MODIS是指中分辨率成像光谱仪。

步骤2中，将满足R₁+R₂＞0.9或者T₃₂＜265K或者的像素点对应的区域判断为存在云的区域，并认为其中不可能存在火点；

将同时满足R₂＜0.15、R₇＜0.05和的像素点对应的区域判断为水体区域，并认为该区域内不存在火点；因此，利用本步骤排除图像中存在的对应水体和云的像素。

步骤3中，(1)先确定背景阈值Th：第21通道亮温值的概率分布函数为其中a和b为常数，分别为279和11.8，e为自然对数底，x为亮温值；累积概率密度为P满足对累积密度函数求逆有x＝F^-1(P)；取P＝0.95，所得x定义为背景阈值Th，【即从最低温度像素点所占总像素的概率开始累加，当总概率和累加到95％的时候，所对应像素点的高温值Th】；

(2)再根据背景阈值Th判断潜在着火点：对在步骤2中已剔除了对应水体和云的像素的MODIS数据，如果像素点满足T₂₁＞Th，则表示为潜在火点。

步骤4中，针对步骤3得到的潜在火点，如果像素点满足：白天时T₂₁＞360K，或者夜间时T₂₁＞330K，或者T_21-31为T₂₁和T₃₁的差值，K为热力学温度单位开尔文，则判断该像素点为绝对火点，不满足条件的像素点转入步骤5进行处理。