CN105096511B - 一种自动生成烟区检测结果的方法 - Google Patents

一种自动生成烟区检测结果的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105096511B
CN105096511B CN201510468951.6A CN201510468951A CN105096511B CN 105096511 B CN105096511 B CN 105096511B CN 201510468951 A CN201510468951 A CN 201510468951A CN 105096511 B CN105096511 B CN 105096511B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
cigarette
cigarette district
value
district
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510468951.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105096511A (zh
Inventor
覃先林
祖笑锋
尹凌宇
孙桂芬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INSTITUTE OF SOURCE INFORMATION CHINESE ACADEMY OF FORESTRY
Original Assignee
INSTITUTE OF SOURCE INFORMATION CHINESE ACADEMY OF FORESTRY
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INSTITUTE OF SOURCE INFORMATION CHINESE ACADEMY OF FORESTRY filed Critical INSTITUTE OF SOURCE INFORMATION CHINESE ACADEMY OF FORESTRY
Priority to CN201510468951.6A priority Critical patent/CN105096511B/zh
Publication of CN105096511A publication Critical patent/CN105096511A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105096511B publication Critical patent/CN105096511B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/005—Fire alarms; Alarms responsive to explosion for forest fires, e.g. detecting fires spread over a large or outdoors area

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自动生成烟区检测结果的方法，首先利用经预处理后的高分1号卫星宽幅数据，生成用于后续烟区与非烟区检测的7种指数；基于上述的7种指数，当某像元的值满足预设的条件时，将其判定为云或雪或过火像元，并去除该像元；当某像元的值同时满足特定条件，且为非云、雪和非过火像元的值时，将其判定为烟像元，并予以保留；将多个烟像元组成的烟区的像素按栅格转矢量的方式转换为矢量；将矢量化后的烟区与合成影像叠加显示，并输出该烟区中每个烟像元的中心经纬度、所在省市和地物类型信息。该方法能利用卫星数据通过烟的识别来发现林火，从而解决森林火灾预防扑救过程中急需林火卫星早期发现的问题。

Description

一种自动生成烟区检测结果的方法
技术领域
本发明涉及林火早期预警监测技术领域，尤其涉及一种自动生成烟区检测结果的方法。
背景技术
目前，国内外的卫星识别林火的方法主要根据中低空间分辨率卫星数据(如MODIS、风云等)的红外通道的热异常信息和可见光通道反射率的差异相结合来构建模型，通过设定的阈值来识别影像中的着火区域。由于卫星数据空间分辨率的限制，该类方法仅能探测到燃烧时释放的能量能引起卫星红外通道热异常的火，而对于初期燃烧的火，或因火势较弱或因着火面积较小，在林火卫星红外影像上的热异常现象并不明显而通常被该方法遗漏。
森林植被在开始燃烧直至出现明火的过程中都会因植被自身水分的蒸发伴随产生有烟羽(或烟团)的现象；如果能提前检测出林内的烟羽(或烟团)，那样就可以提前做出预警和防备，从而降低发生重大森林火灾的可能性。但与火的卫星检测方法、烟扩散及浓度等参数卫星估测的研究相比，现有技术中关于烟的卫星识别方法研究文献报道甚少，而利用卫星数据通过烟的识别来发现林火的研究还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动生成烟区检测结果的方法，该方法能利用卫星数据通过烟的识别来发现林火，从而解决森林火灾预防扑救过程中急需的林火卫星早期发现的技术问题。
一种自动生成烟区检测结果的方法，所述方法包括：
首先利用经预处理后的高分1号卫星宽幅数据，生成用于后续烟区与非烟区检测的7种指数；其中，所述7种指数分别为：
上式中，ρR为高分1号卫星宽幅数据第3波段的反射率，ρNir为高分1号卫星宽幅数据第4波段的反射率，ρGreen为高分1号卫星宽幅数据第2波段的反射率，ρblue为高分1号卫星宽幅数据第1波段的反射率；SI为归一化烟指数；NDWI为归一化水体指数；BAI为燃烧指数；GEMI为全球环境植被指数；NDVI为归一化植被指数；SVI为土壤调节植被指数；R为比值指数；
且
基于上述的7种指数，当某像元的值满足预设的条件时，将其判定为云或雪或过火像元，并去除该像元；
当某像元的值同时满足0.17＜ρblue＜0.30，-0.1＜SI＜0.02，0.2＜GEMI＜0.4，
-1.0＜NDVI＜0.2和1.0＜R＜1.3的条件，且为非云、雪和非过火像元的值时，将其判定为烟像元，并予以保留；
将多个烟像元组成的烟区的像素按栅格转矢量的方式转换为矢量；
将矢量化后的烟区与合成影像叠加显示，并输出该烟区中每个烟像元的中心经纬度、所在省市和地物类型信息。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，该方法能利用卫星数据通过烟的识别来发现林火，从而解决森林火灾预防扑救过程中急需林火卫星早期发现的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例所提供自动生成烟区检测结果的方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
目前在轨运行的国产民用中高分辨率卫星数据(如本实施例中所述的高分1号卫星宽幅数据)，大多数传感器的波长范围都设置在可见光、近红外波段范围内，这些传感器对于森林火灾引起的热异常信息并不敏感，但其可见光(尤其是蓝光波段)影像对森林火灾释放出的烟区(包括烟羽和烟团)有较好地反映，基于这个特点，下面结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。如图1所示为本发明实施例所提供自动生成烟区检测结果的方法流程示意图，所述方法包括：
步骤11：利用经预处理后的高分1号卫星宽幅数据，生成用于后续烟区与非烟区检测的7种植被指数；
在该步骤中，生成的7种指数分别为：
上式中，ρR为GF-1(即高分1号卫星)宽幅数据第3波段的反射率，ρNir为GF-1宽幅数据第4波段的反射率，ρGreen为GF-1宽幅数据第2波段的反射率，ρblue为GF-1宽幅数据第1波段的反射率，SI为归一化烟指数；NDWI为归一化水体指数；BAI为燃烧指数；GEMI为全球环境植被指数；NDVI为归一化植被指数；SVI为土壤调节植被指数；R为比值指数；
且
另外，上述预处理后的高分1号卫星宽幅数据为：经几何校正、辐射校正和大气校正预处理后的高分1号卫星宽幅影像反射率数据。
步骤12：基于上述的7种指数，当某像元的值满足预设的条件时，将其判定为云或雪或过火像元，并去除该像元；
在该步骤中，所述某像元的值满足预设的条件具体来说：
当某像元的值满足ρnir+ρR＞0.65或者NDVI＜0.0and NDWI＜0.0或者ρR＞0.28的条件时，将其判定为云或雪；
当某像元的值满足0.12＜NDVI＜0.3and-0.1＜NDWI＜0.0and BAI＞320and 0.27＜GEMI＜0.38and 0＜SVI＜0.03and 0.05＜ρR＜0.28的条件时，将其判定为过火像元。
上述云和雪和过火像元均不参与后续的判断。
步骤13：当某像元的值同时满足指定条件，且为非云、雪和非过火像元的值时，将其判定为烟像元，并予以保留；
该步骤中，指定条件具体为：0.17＜ρblue＜0.30，-0.1＜SI＜0.02，0.2＜GEMI＜0.4，
-1.0＜NDVI＜0.2和1.0＜R＜1.3。
步骤14：将多个烟像元组成的烟区的像素按栅格转矢量的方式转换为矢量；
步骤15：将矢量化后的烟区与合成影像叠加显示，并输出该烟区中每个烟像元的中心经纬度、所在省市和地物类型信息。
具体实现中，可以根据判识出的烟像元的经纬度，与行政区和地物类型结合，获得每个像元对应行政区(省、县)及地物类型，并根据所用图校正后的空间分辨率，计算出每个像元的面积。
另外，为了去除孤立的小斑点，以检测出的烟区像元为中心设置一个3×3窗口，再对窗口内的邻域8个方向的像元值是否属于烟像元进行判断，使得连续烟像元小于4个的像元被窗口中像元个数最多的值替换。
按照上述步骤，该自动生成烟区检测结果的方法能利用卫星数据通过烟的识别来发现林火，从而解决森林火灾预防扑救过程中急需林火卫星早期发现的问题。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种自动生成烟区检测结果的方法，其特征在于，
利用经预处理后的高分1号卫星宽幅数据，生成用于后续烟区与非烟区检测的7种指数；其中，所述7种指数分别为：
上式中，ρR为高分1号卫星宽幅数据第3波段的反射率，ρNir为高分1号卫星宽幅数据第4波段的反射率，ρGreen为高分1号卫星宽幅数据第2波段的反射率，ρblue为高分1号卫星宽幅数据第1波段的反射率；SI为归一化烟指数；NDWI为归一化水体指数；BAI为燃烧指数；GEMI为全球环境植被指数；NDVI为归一化植被指数；SVI为土壤调节植被指数；R为比值指数；
且
基于上述的7种指数，当某像元的值满足预设的条件时，将其判定为云或雪或过火像元，并去除该像元；
当某像元的值同时满足0.17＜ρblue＜0.30，-0.1＜SI＜0.02，0.2＜GEMI＜0.4，
-1.0＜NDVI＜0.2和1.0＜R＜1.3的条件，且为非云、雪和非过火像元的值时，将其判定为烟像元，并予以保留；
将多个烟像元组成的烟区的像素按栅格转矢量的方式转换为矢量；
将矢量化后的烟区与合成影像叠加显示，并输出该烟区中每个烟像元的中心经纬度、所在省市和地物类型信息。
2.根据权利要求1所述自动生成烟区检测结果的方法，其特征在于，所述预处理后的高分1号卫星宽幅数据为：经几何校正、辐射校正和大气校正预处理后的高分1号卫星宽幅影像反射率数据。
3.根据权利要求1所述自动生成烟区检测结果的方法，其特征在于，所述当某像元的值满足预设的条件时，将其判定为云或雪或过火像元，具体包括：
当某像元的值满足ρnir+ρR＞0.65或者NDVI＜0.0and NDWI＜0.0或者ρR＞0.28的条件时，将其判定为云或雪；
当某像元的值满足0.12＜NDVI＜0.3and-0.1＜NDWI＜0.0and BAI＞320and0.27＜GEMI＜0.38and0＜SVI＜0.03and0.05＜ρR＜0.28的条件时，将其判定为过火像元。
4.根据权利要求1所述自动生成烟区检测结果的方法，其特征在于，所述方法还包括：
为了去除孤立的小斑点，以检测出的烟区像元为中心设置一个3×3窗口；
对窗口内的邻域8个方向的像元值是否属于烟像元进行判断，使得连续烟像元小于4个的像元被窗口中像元个数最多的值替换。
CN201510468951.6A 2015-08-04 2015-08-04 一种自动生成烟区检测结果的方法 Active CN105096511B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510468951.6A CN105096511B (zh) 2015-08-04 2015-08-04 一种自动生成烟区检测结果的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510468951.6A CN105096511B (zh) 2015-08-04 2015-08-04 一种自动生成烟区检测结果的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105096511A CN105096511A (zh) 2015-11-25
CN105096511B true CN105096511B (zh) 2017-08-08

Family

ID=54576834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510468951.6A Active CN105096511B (zh) 2015-08-04 2015-08-04 一种自动生成烟区检测结果的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105096511B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108280812B (zh) * 2018-01-23 2022-03-11 中国科学院遥感与数字地球研究所 一种基于图像增强的过火区域提取方法
CN110136194B (zh) * 2019-05-21 2022-11-11 吉林大学 基于星载多光谱遥感数据的积雪覆盖度测算方法
CN110879969A (zh) * 2019-10-21 2020-03-13 北京中科锐景科技有限公司 一种基于遥感影像的林地变化检测方法
CN117808626B (zh) * 2023-12-21 2024-06-04 北京英视睿达科技股份有限公司 燃煤电厂负荷运行状态监测方法、装置、设备及介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE504886T1 (de) * 2006-07-28 2011-04-15 Telespazio Spa Automatische detektion von feuern auf der erdoberfläche und von atmosphärischen phänomenen wie wolken, schleiern, nebel oder dergleichen mittels eines satellitensystems
CN101592524B (zh) * 2009-07-07 2011-02-02 中国科学技术大学 基于类间方差的modis森林火灾火点检测方法
CN102254398B (zh) * 2011-06-13 2013-05-01 中国科学技术大学 一种森林火灾烟雾监测方法和系统
CN104157088A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 丁阿维 利用卫星遥感监测森林火灾的方法
CN103456122B (zh) * 2013-08-26 2015-11-25 中国科学技术大学 一种森林火灾烟雾识别方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN105096511A (zh) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105096511B (zh) 一种自动生成烟区检测结果的方法
CN103926634B (zh) 一种基于面向对象分类的白天陆地辐射雾遥感监测方法
CN112435207B (zh) 一种基于天空地一体化的森林火灾监测预警方法
US9792500B2 (en) Fire urgency estimator in geosynchronous orbit (FUEGO)
CN108304780A (zh) 一种基于风云三号卫星的秸秆焚烧火点遥感监测方法
CN103456122B (zh) 一种森林火灾烟雾识别方法及装置
CN104615848A (zh) 一种集森林火险预报和地面火点监测于一体的综合应用方法
CN108648400A (zh) 一种基于多光谱的输电线路山火勘测预警装置及预警方法
Butt et al. MODIS satellite data evaluation for sand and dust storm monitoring in Saudi Arabia
CN104269012A (zh) 基于modis数据的输电线路附近山火监测方法
CN108682105B (zh) 一种基于多光谱的输电线路山火勘测预警装置及预警方法
Zhao Asian dust detection from the satellite observations of moderate resolution imaging spectroradiometer (MODIS)
CN112697279B (zh) 一种基于空间上下文特征的森林火点大范围检测方法
CN114663776A (zh) 一种基于gk-2a的高频空间自适应阈值火情遥感监测方法
Liang et al. Monitoring and risk assessment of wildfires in the corridors of high-voltage transmission lines
CN116052359A (zh) 基于高分卫星数据的静止卫星林区火点判识方法及装置
CN116504014A (zh) 一种基于多维感知的森林火灾监测方法及系统
Jun et al. Fog detection over China’s adjacent sea area by using the MTSAT geostationary satellite data
Zhukov et al. Experience of detection and quantitative characterization of fires during the experimental small satellite mission BIRD
Heilman et al. Atmospheric turbulence
Arakelyan Flaws and advantages of current and prospective anti-hail protection methods, stations and networks
Stipaničev Automatic Surveillance Methods
Ottmar Activity fuels
Kato et al. Detection of thermal anomaly using Sentinel-2A data
Nowzad Airborne-based fire detection

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
DD01 Delivery of document by public notice

Addressee: Li Zhixiao

Document name: Notice of Qualified Procedures