一种利用单中波红外通道进行林火识别的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及林火监测技术领域，尤其涉及一种利用单中波红外通道进行林火识别 的方法。
【背景技术】
[0002] 目前，国内外的卫星火情监测方法主要是利用生物质燃烧时在卫星遥感（如 AVHRR、M0DIS、风云等）的中波红外通道和热红外通道间的亮温差异，通过设定的阈值来判 定卫星影像中的燃烧像元。
[0003] 而对于仅有多光谱通道和中波红外通道的高分四号卫星（以下简称为GF-4)影像 数据，基于现有技术的中波红外与长波红外通道相结合的火点识别方法，将不能适用于该 卫星影像的火点自动识别，现有技术中基于单中波红外通道自适应林火识别的研究还未见 报道。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种利用单中波红外通道进行林火识别的方法，该方法能够 解决仅有多光谱通道和中波红外通道的GF-4卫星数据在森林防火监测中的应用，提高森林 防火监测技术。
[0005] -种利用单中波红外通道进行林火识别的方法，其特征在于，所述方法包括：
[0006] 步骤1:首先对接收到的高分四号卫星GF-4影像数据中的云和水体进行掩膜判定， 具体过程为：
[0007] 当GF-4影像数据中的某一像素满足公式1中的某一条件时，则判定该像素为云体；
[0008] 公式 1 :Pq.65+P().86>0.9 OR T4<280K 0R(Pq.65+PQ.86>0.7且T4<295K)，其中：Po.65 为GF-4红光通道的反射率，Po.86为GF-4近红外通道的反射率，T 4为GF-4中波红外通道的亮温 值(单位为K);
[0009] 当GF-4影像数据中的某一像素满足公式2中的条件时，则判定该像素为水体；
[0010] 公式2 :Pq.86<0 · 15 AND T4<305 · OAND(Pq.86_P〇.65)/(P().86+P().65) <0;
[0011] 步骤2:针对GF-4影像数据进行绝对火点的判识，具体过程为：
[0012] 当GF-4影像数据的中波红外通道像素的亮温大于360K时，将该像素直接判识为绝 对火点；
[0013] 步骤3:然后针对GF-4影像数据进行候选火点的判识，具体过程为：
[0014] 当白天GF-4影像数据中的某一像素满足公式3的条件时，将该像素判定为候选火 占.
[0015] 公式3:310K<T4<360k AND ρ〇.86<〇·3;
[0016] 步骤4:再针对GF-4影像数据进行有效背景像元的判定，具体过程为：
[0017] 当白天GF-4影像数据中的某一像素为非云体、非水体，且其满足公式4的陆地像 元，则将其判定为有效背景像元；
[0018] 公式 4:T4>305K;
[0019] 步骤5:以候选火点像元为窗口中心，采用劈窗法，分别对窗口内被判定为候选火 点和有效背景像元的像元个数进行统计，并依此进行火点判识，具体过程为：
[0020] 若满足有效背景像元总数大于1/4窗口大小像元数的条件时，且当候选火点像元 的亮温值满足公式5时，将该候选火点判定为火点；
[0021] 公式5:T4>^+4.0A4〇RS4>5,其中：云为窗口内有效背景像元在中波红外通道的 亮温平均值；A 4为窗口内有效背景像元在中波红外通道的亮温均方差;δ4为窗口内有效背 景像元在中波红外通道的绝对偏差。
[0022] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，该方法能够解决仅有多光谱通道和中波 红外通道的GF-4卫星数据在森林防火监测中的应用，提高森林防火监测技术。
【附图说明】
[0023] 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。
[0024] 图1为本发明实施例所提供利用单中波红外通道进行林火识别的方法流程示意 图。
【具体实施方式】
[0025] 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。
[0026] 下面将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 例所提供利用单中波红外通道进行林火识别的方法流程示意图，所述方法包括：
[0027]步骤1:首先对接收到的高分四号卫星（以下简称为GF-4)影像数据中的云和水体 进行掩膜判定；
[0028]该步骤的具体过程为：
[0029]当GF-4影像数据中的某一像素满足公式1中的某一条件时，则判定该像素为云体；
[0030] 公式1:0〇.65+0().86>〇.9〇1?丁4<28〇1(〇1?(0(). 65+0().86>〇.7且丁4<2951〇，其中：0〇. 65 为GF-4红光通道的反射率，Ρο.86为GF-4近红外通道的反射率，Τ4为GF-4中波红外通道的亮温 值(单位为Κ);
[0031] 当GF-4影像数据中的某一像素满足公式2中的条件时，则判定该像素为水体；
[0032] &S2:p〇.86<0.15ANDT4<305.0AND(p〇. 86-p〇.65)/(p〇.86+p〇.65)<0 ;
[0033] 步骤2:针对GF-4影像数据进行绝对火点的判识；
[0034] 该步骤的具体过程为：
[0035]当GF-4影像数据的中波红外通道像素的亮温大于360K时，将该像素直接判识为绝 对火点;该绝对火点不参与后续的判断；
[0036] 步骤3:然后针对GF-4影像数据进行候选火点的判识；
[0037] 该步骤的具体过程为：
[0038]当白天GF-4影像数据中的某一像素满足公式3的条件时，将该像素判定为候选火 占.
[0039] 公式3:310K<T4<360k AND ρ〇.86<0·3;
[0040] 步骤4:再针对GF-4影像数据进行有效背景像元的判定；
[0041] 这里，有效背景像元指窗口内不属于待定火点像元的陆地像元，用于作为背景值 的统计，该步骤的具体过程为：
[0042]当白天GF-4影像数据中的某一像素为非云体、非水体，且其满足公式4的陆地像 元，则将其判定为有效背景像元；
[0043] 公式 4:T4>305K;
[0044] 步骤5:以候选火点像元为窗口中心，采用劈窗法，分别对窗口内被判定为候选火 点和有效背景像元的像元个数进行统计，并依此进行火点判识。
[0045] 该步骤的具体过程为：
[0046] 若窗口大小从3 X 3像素开始，当该窗口内的有效背景像元总数满足大于1/4窗口 大小条件时，窗口不再进行扩大，并分别计算这两类像元亮温的平均值（冗）、标准差（A 4) 和绝对偏差(?)，用于后续火点判识；当该窗口内的有效背景像元总数少于1/4窗口大小像 元数条件时，则自动扩大窗口大小到5X5像素、7X7像素，直到21X21像素，并按前述方式 进行统计、判断与计算;如