[发明专利]一种基于多平台的森林草原火险监测预警方法和装置

权利要求书

1.一种基于多平台的森林草原火险监测预警方法，其特征在于，所述监测预警方法包括以下步骤：

针对目标森林草原，分别采用森林草原火险天气因子监测子平台、森林草原可燃物燃烧性监测子平台、手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台中的多个或者全部进行监测；其中，森林草原火险天气因子监测子平台的预警指标至少包括地表土壤水分，森林草原可燃物燃烧性监测子平台、手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台的预警指标至少包括地表可燃物含水率；

根据手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台监测到的地表可燃物含水率计算得到目标森林草原的地表可燃物平均含水率；

根据目标森林草原的土壤和可燃物之间的关联特性，将森林草原火险天气因子监测子平台测定的地表土壤水分、森林草原可燃物燃烧性监测子平台测定的地表可燃物含水率和手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台测定的地表可燃物平均含水率统一处理成定量指标：地表含水率，并计算得到目标森林草原的地表含水率；

结合地表含水率，以及森林草原火险天气因子监测子平台、森林草原可燃物燃烧性监测子平台、手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台测定的其他预警指标，对目标森林草原进行预警等级评估；

所述森林草原火险天气因子监测子平台测定的预警指标至少包括环境温度、估测大气湿度、地表土壤水分和估测风力等级；

所述森林草原可燃物燃烧性监测子平台测定的预警指标至少包括地表可燃物含水率和地表可燃物燃点；

所述手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台测定的预警指标至少包括地表可燃物含水率和温度状态指数；

所述监测预警方法还包括：

根据目标森林草原的地域特性，对所有预警指标进行组合，分别从环境角度、可燃物角度、环境和可燃物综合角度，以及温度状态指数角度四个方向，对目标森林进行分区域预警，获取每个区域的四种初步预警结果；

结合获取的每个区域的初步预警结果，计算得到目标森林草原的总预警等级。

2.根据权利要求1所述的基于多平台的森林草原火险监测预警方法，其特征在于，所述监测预警方法还包括：

对于手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台测定的相同性质的预警指标，结合手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台的监测精度加权求取平均值。

3.根据权利要求1所述的基于多平台的森林草原火险监测预警方法，其特征在于，获取每个区域的四种初步预警结果的过程包括以下步骤：

设定多个初步预警等级；

从四个预警方向，对目标森林草原进行分区域预警：

(1)结合季节、环境温度和估测大气湿度，对目标森林草原进行分区域预警，得到每个区域的初步预警等级；

(2)结合季节、地表死可燃物含水率、估测风力等级和估测大气湿度，对目标森林草原进行分区域预警，得到每个区域的初步预警等级；

(3)根据地表可燃物燃点，对目标森林草原进行分区域预警，得到每个区域的初步预警等级；

(4)根据温度状态指数，对目标森林草原进行分区域预警，得到每个区域的初步预警等级。

4.根据权利要求3所述的基于多平台的森林草原火险监测预警方法，其特征在于，结合获取的每个区域的初步预警结果，计算得到目标森林草原的总预警等级的过程包括以下步骤：

为每个初步预警等级赋值，初步预警等级越高赋值越大；

针对四个预警方向，分别统计与每个初步预警等级相对应的区域个数A_ij，j是预警方向类型，j＝1,2,3,4，i是初步预警等级，i＝1,2,…,n；n是初步预警级别总数；

计算每个初步预警等级对应的区域总数A_i，

结合目标森林草原的地域特性和每个初步预警等级对应的区域总数A_i，得到目标森林草原的最终预警等级YJ：

式中，F_i是第i级初步预警等级对应的分值，取值取决于目标森林草原的地域特性。

5.一种基于多平台的森林草原火险监测预警装置，其特征在于，所述监测预警装置采用如权利要求1所述的监测预警方法，对目标森林草原进行预警等级评估；

所述监测预警装置包括：

森林草原火险天气因子监测子平台；

森林草原可燃物燃烧性监测子平台；

手持高光谱森林草原火险监测子平台；

小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台；

平均含水率计算模块，用于根据手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台监测到的地表可燃物含水率计算得到目标森林草原的地表可燃物平均含水率；

地表含水率计算模块，用于根据目标森林草原的土壤和可燃物之间的关联特性，将森林草原火险天气因子监测子平台测定的地表土壤水分、森林草原可燃物燃烧性监测子平台测定的地表可燃物含水率和手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台测定的地表可燃物平均含水率统一处理成定量指标：地表含水率，并计算得到目标森林草原的地表含水率；

预警模块，用于结合地表含水率，以及森林草原火险天气因子监测子平台、森林草原可燃物燃烧性监测子平台、手持高光谱森林草原火险监测子平台和小型无人机机载高光谱森林草原火险监测子平台测定的其他预警指标，对目标森林草原进行预警等级评估。