CN106205007A - 一种基于差异化亮温阈值的输电线路山火判别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于差异化亮温阈值的输电线路山火判别方法，该方法包括下述步骤：(1)、火点数据采集；(2)、按地区划分火点数据；(3)、按时间划分火点数据；(4)、确定阈值；(5)、实施判别。本发明的有益效果是：1、可以对具体地点、具体时间、由具体卫星发现的疑似火点进行有针对性的判别；2、实用性强，操作方便；3、充分利用火点数据，预警可信度较高；4、对维护电网的安全稳定及防灾减灾有重要作用。

Description

一种基于差异化亮温阈值的输电线路山火判别方法

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，尤其涉及一种基于亮温值分析的输电线路山火监测预警方法。

背景技术

近年来，随着国家“退耕还林”等政策的实施，生态环境不断改善，但同时受工农业以及民间用火习俗的影响，输电线路附近山火发生频率呈逐年上升趋势。为满足输电线路山火广域监测的要求，输电线路山火监测需要依赖卫星遥感监测技术。目前的卫星遥感山火监测技术主要针对较大范围实施基于亮温阈值的输电线路火点判别，阈值选择比较单一，然而，不同地区和不同时段存在气候特征和气象条件的差异(如沿海省份和内陆省份判别火点所选阈值有所不同、清晨和午后判别火点所选阈值有所不同)，按照单一阈值进行差异化条件下的输电线路山火火点判识已不能满足当前的山火监测预警工作需要。因此，有必要针对不同地区、不同时段的山火广域监测技术进行有差别的亮温阈值选取，完善输电线路附近山火火点识别技术，提高山火监测预警可靠性，保障输电线路安全运行。

发明内容

针对目前基于风云系列卫星的输电线路广域山火监测技术中，使用的亮温阈值比较单一的现状，本发明提供一种基于差异化亮温阈值的输电线路山火判别方法，使用该方法可提高输电线路附近山火的判别效率，以便及时采取防灾减灾措施，该方法应条理清晰、操作性强、实用性高。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于差异化亮温阈值的输电线路山火判别方法，包括如下步骤：

(1)、选取风云系列卫星监测到的，并且已经得到验证的历史火点数据，同一火点数据包含监测卫星的通道1监测值、通道2监测值、通道3监测值；

(2)、选取经步骤(1)得到的火点数据，根据火点发生位置的不同，将数据按火点发生的省份进行划分；

(3)、选取经步骤(2)得到的某省火点数据，根据火点发生时间的差异，将数据按火点发生时间进行划分，具体可先依据发生月份进行划分后，再依据火点发生具体时间，将每个月的数据按照“08时-10时”、“10时-12时”、“12时-16时”、“16时-18时”、“18时-20时”、“20时-23时”、“23时-08时”七个时段进行划分；

(4)、选取经步骤(3)得到的某个时间段的全部火点数据，将数据从小到大排列后进行组段划分，然后按下述计算公式计算通道1监测值的第95百分位数a1和通道2监测值的第95百分位数a2，计算通道3监测值的第5百分位数a3，以这三个分位数作为该时段火点判别阈值：

$P_m=L+\frac{\frac{m}{100}N-F_b}{f}i$

式中，P_m为百分位数，对于通道1为监测值的第95百分位数a1，对于通道2为监测值的第95百分位数a2，对于通道3为监测值的第5百分位数a3；L为欲求百分位数所在组段的最小值；i为该组段的最大值和最小值之差；f为该组段的数据总量；m为百分位点，对于通道1和通道2监测值，m为95，对于通道3监测值，m为5；F_b为小于L的所有组段的累计数据总量；N为参与百分位数计算的数据总量；

(5)、重复步骤(2)～(4)，得到所有时段的火点判别阈值；

(6)、将卫星数据接收系统所接收的风云系列卫星红外监测数据按照常规山火火点判别流程进行数据载入，确定监测区域和监测时间后，利用对应条件下的阈值开展输电线路山火火点判别,若疑似火点的通道1监测值小于所选阈值中的a1、通道2监测值小于所选阈值中的a2、通道3监测值大于所选阈值中的a3，则认为满足山火发生条件，是山火火点；否则认为不满足山火发生条件，不是山火火点。

本发明的有益效果是：

1、可以对风云系列卫星发现的具体地点、具体时间的疑似火点进行有针对性的判别；

2、本发明实用性强，操作方便，为输电线路的山火监测预警提供了一种切实可行的实用技术；

3、使卫星监测的火点数据得到充分利用，基于多个通道的监测值进行的火点判识具有较高的预警可信度；

4、对输电线路运行维护人员制定山火防治措施有指导意义，对维护电网的安全稳定及防灾减灾有重要作用。

附图说明

图1为本发明实施例判别方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实例，对本发明做进一步说明。

本发明实施例的思路是：一种基于差异化亮温阈值的输电线路山火判别方法，系充分考虑风云系列卫星监测的亮温阈值差异对火点判别的影响，根据监测地点、监测时间对预设条件的满足程度，采用不同的亮温阈值进行输电线路山火火点判别。

如图1所示，本发明实施例判别方法包括下述步骤。

(1)、火点数据采集。选取风云系列卫星监测得到的，并且已经得到验证的历史火点数据，同一火点数据包含监测卫星的通道1(0.58-0.68微米通道)监测值、通道2(0.84-0.89微米通道)监测值、通道3(3.55-3.95微米通道)监测值；

(2)、按地区划分火点数据。选取经步骤(1)得到的火点数据，根据火点发生位置的不同，将数据按火点发生的省份进行划分；

(3)、按时间划分火点数据。选取步骤(2)得到的某省火点数据，根据火点发生时间的差异，将数据按火点发生时间进行划分，具体可先依据发生月份进行划分后，再依据火点发生具体时间，将每个月的数据按照“08时-10时”、“10时-12时”、“12时-16时”、“16时-18时”、“18时-20时”、“20时-23时”、“23时-08时”七个时段进行划分；

(4)、确定阈值。选取步骤(3)得到的某个时间段的全部火点数据，将数据从小到大排列后进行组段划分，然后按下述计算公式计算通道1监测值的第95百分位数a1和通道2监测值的第95百分位数a2，计算通道3监测值的第5百分位数a3，以这三个分位数作为该时段火点判别阈值：

$P_m=L+\frac{\frac{m}{100}N-F_b}{f}i$

式中，P_m为百分位数，对于通道1为监测值的第95百分位数a1，对于通道2为监测值的第95百分位数a2，对于通道3为监测值的第5百分位数a3；L为欲求百分位数所在组段的最小值；i为该组段的最大值和最小值之差；f为该组段的数据总量；m为百分位点，对于通道1和通道2监测值，m为95，对于通道3监测值，m为5；F_b为小于L的所有组段的累计数据总量；N为参与百分位数计算的数据总量；

(5)、重复步骤(2)～(4)，得到所有省份、所有时段的火点判别阈值；

(6)、实施判别。将卫星数据接收系统所接收的风云系列卫星红外监测数据按照常规山火火点判别流程进行数据载入，确定监测区域和监测时间后，利用对应条件下的阈值开展输电线路山火火点判别。若疑似火点的通道1监测值小于所选阈值中的a1、通道2监测值小于所选阈值中的a2、通道3监测值大于所选阈值中的a3，则认为满足山火发生条件，是山火火点；否则认为不满足山火发生条件，不是山火火点。

本发明实施例的有益效果是：

1、可以对风云系列卫星发现的具体地点、具体时间的疑似火点进行有针对性的判别；

2、本发明实用性强，操作方便，为输电线路的山火监测预警提供了一种切实可行的实用技术；

3、使卫星监测的火点数据得到充分利用，基于多个通道的监测值进行的火点判识具有较高的预警可信度；

4、对输电线路运行维护人员制定山火防治措施有指导意义，对维护电网的安全稳定及防灾减灾有重要作用。

下面以湖南省为例进行验证。

(1)、火点数据采集。从近十年山火监测历史数据中，选取风云系列卫星监测得到的，并且已经得到验证的历史火点数据，同一火点数据包含监测卫星的通道1监测值、通道2监测值、通道3监测值。

(2)、按地区划分火点数据。选取经步骤(1)得到的火点数据，根据火点发生位置的不同，将数据按火点发生的省份进行划分。

(3)、按时间划分火点数据。选取步骤(2)得到的湖南省火点数据，按照火点发生时间的差异，将数据按火点发生时间进行划分，具体可先按照发生月份进行划分后，再依据火点发生具体时间，将每个月的数据按照“08时-10时”、“10时-12时”、“12时-16时”、“16时-18时”、“18时-20时”、“20时-23时”、“23时-08时”七个时段进行划分。

(4)、确定阈值。选取步骤(3)得到的火点数据，分别针对每个月不同时段的数据，计算其通道1监测值的第95百分位数、通道2监测值的第95百分位数，和通道3监测值的第5百分位数，以这三个分位数作为该时段火点判别阈值。风云系列卫星监测得到的湖南省火点亮温阈值如表1所示。

(5)、实施判别。将卫星数据接收系统所接收的风云系列卫星红外数据按照常规山火火点判别流程载入后，针对一月08时-10时、湖南境内出现的2例疑似火点，以表1中的对应时段阈值作为输电线路山火火点判别依据，展开判别，如下表所示：

表2疑似火点1判别情况 表3疑似火点2判别情况

经验证，疑似火点1是山火火点，疑似火点2不是山火火点，本方法判别结论准确。

Claims (1)

1.一种基于差异化亮温阈值的输电线路山火判别方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、选取风云系列卫星监测到的，并且已经得到验证的历史火点数据，同一火点数据包含监测卫星的通道1监测值、通道2监测值、通道3监测值；

(2)、选取经步骤(1)得到的火点数据，根据火点发生位置的不同，将数据按火点发生的省份进行划分；

(3)、选取经步骤(2)得到的某省火点数据，根据火点发生时间的差异，将数据按火点发生时间进行划分，先依据发生月份进行划分后，再依据火点发生具体时间，将每个月的数据按照“08时-10时”、“10时-12时”、“12时-16时”、“16时-18时”、“18时-20时”、“20时-23时”、“23时-08时”七个时段进行划分；

(4)、选取经步骤(3)得到的某个时间段的全部火点数据，将数据从小到大排列后进行组段划分，然后按下述计算公式计算通道1监测值的第95百分位数a1和通道2监测值的第95百分位数a2，计算通道3监测值的第5百分位数a3，以这三个分位数作为该时段火点判别阈值：

$P_m=L+\frac{\frac{m}{100}N-F_b}{f}i$

式中，P_m为百分位数，对于通道1为监测值的第95百分位数a1，对于通道2为监测值的第95百分位数a2，对于通道3为监测值的第5百分位数a3；L为欲求百分位数所在组段的最小值；i为该组段的最大值和最小值之差；f为该组段的数据总量；m为百分位点，对于通道1和通道2监测值，m为95，对于通道3监测值，m为5；F_b为小于L的所有组段的累计数据总量；N为参与百分位数计算的数据总量；

(5)、重复步骤(2)～(4)，得到所有时段的火点判别阈值；

(6)、将卫星数据接收系统所接收的风云系列卫星红外监测数据按照常规山火火点判别流程进行数据载入，确定监测区域和监测时间后，利用对应条件下的阈值开展输电线路山火火点判别,若疑似火点的通道1监测值小于所选阈值中的a1、通道2监测值小于所选阈值中的a2、通道3监测值大于所选阈值中的a3，则认为满足山火发生条件，是山火火点；否则认为不满足山火发生条件，不是山火火点。