[发明专利]一种基于二维OTSU的电网山火潜在火点识别方法

说明书

本发明公开了一种基于二维OTSU的电网山火潜在火点识别方法，该方法首先将卫星影像数据平面按经纬度分割成若干个矩形子区域；然后选定一子区域作为待识别区域，计算待识别区域内各像素点邻域内像素点的平均通道亮温特征值，计算待识别区域内像素亮温特征值的二维概率分布；再基于二维OTSU方法得到火点判定优化阈值，并根据优化阈值对待识别区域内各像素点是否为潜在火点进行判定。该方法仅根据当前影像计算潜在火点的判定阈值，充分利用区域内整体像素的特征值分布信息，不需要借助历史阈值，可以根据不同时间、不同区域开展山火判定阈值的自适应调整，告警准确性高，计算效率高，实用性强，对维护电网的安全稳定及防灾减灾有重要作用。

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种基于二维OTSU的电网山火潜在火点识别方法。

背景技术

随着我国特高压线路及跨区电网规模的不断扩大，输电线路经常需穿过山区、农区，线路走廊附近山火发生次数不断增长。山火发生后，大气条件如温度、密度、湿度等均会发生显著变化，使空气绝缘性大大降低，且通常持续较长时间，导致线路重合闸很难成功。

采用气象卫星进行山火监测具有监测范围广、发现及时、成本低等特点。山火卫星监测识别方法包含三个主要步骤：1)接收卫星影像数据，计算各像素的卫星通道特征值；2)基于选定的阈值，对各像素不同通道特征值进行“初步判定”，得到潜在火点；3)对潜在火点进行“规则判定”，确定是否为火点。近年来，美国、加拿大、中国等学者先后开展了卫星山火监测试验和研究，得到了大量的潜在火点“规则判定”方法，常用的是Flasse提出的上下文关联法。但对于如何快速获取可能的潜在火点像素，目前工程上常采用固定阈值法，但固定阈值选择过低易出现了大量的伪火点，固定阈值选择过高易出现火点漏报。专利CN201310421175.5提出采用通道特征值的最小值作为判定阈值显然过低，易出现大量的伪火点。专利CN201610259328根据像素点历史的阈值取平均，得到山火判定值，但该方法需要大量历史数据作为支撑，不适用于工程实际应用。专利CN201610568799仍是根据像素点历史的阈值，取第95百分位数作为山火判定值，计算过程复杂，难以满足现场山火判定时效性要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种适应性好、实用性强、识别效率高、警准确性高的基于二维OTSU的电网山火潜在火点识别方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于二维OTSU的电网山火潜在火点识别方法，包括以下步骤：

(S1)采集待识别地域的卫星影像，获取该幅卫星影像中各像素点的通道亮温特征值f(x,y)，其中x为像素点的经度值,y为像素点的纬度值；

(S2)将卫星影像数据平面按经纬度分割成若干个矩形子区域；

(S3)选定一子区域作为待识别区域，计算待识别区域内各像素点邻域内像素点的平均通道亮温特征值；

(S4)计算待识别区域内所有像素点的通道亮温特征值的二维概率分布；

(S5)基于二维OTSU方法计算得到待识别区域潜在火点判定的优化阈值(S,T)；

(S6)根据得到的优化阈值(S,T)，对待识别区域内各像素点是否为潜在火点进行判定。

上述的电网山火潜在火点识别方法，优选的，所述步骤(S2)中，将卫星影像数据平面按经纬度分割成若干个1°×1°的子区域。

上述的电网山火潜在火点识别方法，优选的，所述步骤(S1)中的待识别地域为中国区域；所述步骤(S2)中，当一个子区域不是矩形且边角经纬度范围小于0.5°时，将该子区域与其邻近子区域合并。

上述的电网山火潜在火点识别方法，优选的，待识别区域内各像素点邻域内像素点的平均通道亮温特征值g(x,y)按照公式(1)计算得到：