[发明专利]一种基于Himawari-8卫星数据的林火判别方法

说明书

本发明涉及森林火灾的判别，具体涉及一种基于Himawari‑8卫星数据的林火判别方法。其步骤包括：(1)数据和通道的筛选；(2)对数据进行云检测；(3)潜在火点的判别；(4)持续火点的判别；(5)林火信息的提取。本发明利用Himawari‑8卫星遥感数据进行林火判别，能够较及时准确地识别林火，并能够连续性进行林火监测，林火识别的灵敏性较高。为地方灭火和精准施策提供重要依据。

技术领域

本发明涉及森林火灾的判别，具体涉及一种基于Himawari-8卫星数据的林火判别方法。

背景技术

卫星遥感已成为当前林火快速监测的重要手段。近年来已经有不少学者利用Himawari-8数据进行林火识别相关研究。Schmidt和Prins等基于WF-ABBA算法编写出COESRABI(Himawari-8AHI同类传感器)火点识别算法理论文档(ATBD)。赵文化等“基于Himawari-8静止卫星森林火灾识别技术研究”以MODIS MOD14(MODIS Fire algorithm)火点识别算法为基础，通过分析静止卫星观测下的火点像元辐射特性和太阳中红外反射特征，确定适用于Himawari-8火点识别因子及其动态检测阈值，提取了兴安岭林火信息。陈洁等“Himawari-8静止气象卫星草原火监测分析”利用Himawari-8数据提出自适应阈值火点监测算法。武晋雯等“基于Himawari-8和GF-1卫星的林火遥感监测”利用Himawari-8和高分一号卫星开展林火密集监测、火烧迹地和森林燃烧受害程度监测。但是前国内外学者对林火判别的研究主要还是基于固定阈值法或单时相影像的林火判别，分析的结果具有很大的主观性，且适用性、准确性差。

发明内容

本发明为克服现有技术的上述缺陷，研究了以Himawari-8作为数据源，考虑空间和时间因素，利用像元值、影像均值和影像标准差之间的比值关系来检测潜在火点，结合前后两个时刻的影像，利用时序信息检测持续火点，并对判别结果进行精度验证，提出一种新的基于Himawari-8卫星数据的林火判别方法

本发明的一种基于Himawari-8卫星数据的林火判别方法，其步骤包括：

(1)数据和通道的筛选；

(2)对数据进行云检测；

(3)潜在火点的判别；

(4)持续火点的判别；

(5)林火信息的提取。

本发明的优选方案是，所述数据和通道的筛选，是从日本气象厅下载Himawari-8L1级NC(network Common Data Format)全盘观测数据中筛选，然后对其进行通道提取、亮温计算、裁剪等预处理，通道选择是采用Himawari-8AHI传感器中的中红外7通道和长波红外的14通道进行火点探测，其中7通道中心波长3.9μm，14通道中心波长11.2μm。

本发明的另一优选方案是，所述步骤(2)对数据进行云检测选取3通道(0.64μm)、4通道(0.86μm)和15通道(12.4μm)进行云检测。云检测白天对云区定义为：

式中：BA₀₃、BA₀₄分别为第3、4通道的反射率；BT₁₅为第15通道的亮温值。白天满足以上条件则为云区，晚上只要BT₁₅小于265K即定义为云区。

本发明的另一优选方案是，所述步骤(3)潜在火点的判别，是根据发生火灾时7通道和14通道的亮温变化，在单幅影像上利用其像元值、影像均值和影像标准差之间的比值关系进行研究，发现火点像元和非火点像元的和的值有较大的差异。和的计算公式如下：