基于遥感卫星数据和极轨卫星数据的森林火点监测方法与流程

本发明涉及卫星数据处理，尤其涉及一种基于遥感卫星数据和极轨卫星数据的森林火点监测方法。

背景技术：

1、森林火灾是损坏自然资源的重要灾害，通常具有很强的突发性，火灾造成的影响范围较大。森林火灾一旦发生，会对森林资源甚至人民群众生命财产安全造成严重危害。森林火点监测是火灾扑灭救援工作的先决条件与重要环节，卫星遥感技术因具有监测范围广、获取速度快、信息量丰富等优势已成为森林火点监测的重要手段。

2、现有的卫星遥感技术，如基于himawari-9(葵花9)数据提取火点的方法，但是此方法单一使用himawari-9数据，而himawari-9数据空间分辨率不高，只可实现对较大范围火场的连续动态监测，对于火灾发生初期面积较小时的火点灵敏度低，导致火灾监测的时效性和火点识别度低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种基于遥感卫星数据和极轨卫星数据的森林火点监测方法，能够提高森林火灾卫星监测的时效性和火点识别度。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种基于遥感卫星数据和极轨卫星数据的森林火点监测方法，包括以下步骤：

3、通过遥感卫星获取目标区域的遥感数据，对所述遥感数据进行第一预处理得到标准数据，其中，标准数据包括角度数据、亮温数据、多个第一波段数据和所述第一波段数据对应的第一反射率数据；

4、通过极轨卫星获取所述目标区域的第一极轨图像数据，对所述第一极轨图像数据进行第二预处理得到极轨数据，其中，所述极轨数据包括多个第二波段数据和所述第二波段数据对应的第二反射率数据；

5、基于监督分类法提取所述极轨数据中的区域林地范围；

6、获取所述标准数据中的角度数据，基于所述角度数据去除所述极轨数据中的耀斑像元数据得到第二极轨图像数据；

7、通过预设的检测模型检测所述第二极轨图像数据中的干扰数据，将所述干扰数据剔除后得到第三极轨图像数据；

8、根据多个所述第一反射率数据计算得到第一燃烧指数，根据多个第二反射率数据计算得到第二燃烧指数，根据所述第一燃烧指数和所述第二燃烧指数提取火点燃烧区域，获取所述火点燃烧区域的每个像元的亮温数据，根据每个像元的所述亮温数据和亮温阈值提取所述火点燃烧区域的第一火点位置；

9、根据所述第一火点位置和所述第三极轨图像数据确定第二火点位置；

10、将所述区域林地范围掩膜所述第二火点位置得到林地火点分布信息。

11、可选地，所述对所述遥感数据进行第一预处理，具体包括：

12、获取所述遥感数据的多个所述第一波段数据，多个所述第一波段数据包括第一波段和第二波段，读取所述第一波段的第一数据块信息，读取所述第二波段的第二数据块信息；

13、根据所述第一数据块信息和反射率计算公式计算得到所述第一反射率数据；

14、根据所述第二数据块信息和亮温计算公式计算得到所述亮温数据；

15、根据所述第一数据块信息和所述第二数据块信息对所述遥感数据进行几何校正；

16、根据所述第一数据块信息和所述第二数据块信息对所述遥感数据进行角度计算得到所述角度数据。

17、可选地，所述根据所述第一数据块信息和所述第二数据块信息对所述遥感数据进行几何校正，具体包括：

18、从所述第一数据块信息和所述第二数据块信息中获取经纬度信息、行偏移信息和列偏移信息；

19、根据所述经纬度信息、所述行偏移信息和所述列偏移信息将所述遥感数据的经纬度转换为行列号，从而将所述遥感数据的全圆盘投影转换为墨卡托投影。

20、可选地，所述根据所述第一数据块信息和所述第二数据块信息对所述遥感数据进行角度计算得到所述角度数据，具体包括：

21、从所述第一数据块信息和所述第二数据块信息中获取成像时间信息、成像时太阳位置信息和卫星坐标信息；

22、根据所述成像时间信息、所述成像时太阳位置信息和所述卫星坐标信息进行角度计算得到所述角度数据，从而得到所述角度数据。

23、可选地，所述基于监督分类法提取所述极轨数据中的区域林地范围，具体包括：

24、获取所述极轨数据的植被指数、dem数据和纹理特征，其中，所述纹理特征根据灰度共生矩阵方法计算得到；

25、基于所述植被指数、所述dem数据和所述纹理特征建立特征影像层；

26、基于监督分类法提取所述特征影像层中的区域林地范围。

27、可选地，所述通过预设的检测模型检测所述第二极轨图像数据中的干扰数据，将所述干扰数据剔除后得到第三极轨图像数据，具体包括：

28、根据所述标准数据和所述第二极轨图像数据建立水汽检测模型、雾检测模型和云检测模型；

29、将所述第二极轨图像数据分别输入所述水汽检测模型、所述雾检测模型和所述云检测模型，得到水汽像元、雾像元和云像元，将所述水汽像元、雾像元和云像元剔除得到所述第三极轨图像数据。

30、可选地，所述根据所述第一火点位置和所述第三极轨图像数据确定第二火点位置，具体包括：使用所述第三极轨图像数据和提取规则提取所述第一火点位置中的的第二火点位置，其中，提取规则如下所示：

31、band20＞310k and band20-band21＞10and band4＜0.3

32、其中，band20代表所述第三极轨图像数据中波段20的辐射值和反射率，band21代表所述第三极轨图像数据中波段21的辐射值和反射率，band4代表所述第三极轨图像数据中波段4的辐射值和反射率。

33、第二方面，本发明实施例提供了一种基于遥感卫星数据和极轨卫星数据的森林火点监测系统，包括：

34、第一模块，用于通过遥感卫星获取目标区域的遥感数据，对所述遥感数据进行第一预处理得到标准数据，其中，标准数据包括角度数据、亮温数据、多个第一波段数据和所述第一波段数据对应的第一反射率数据；

35、第二模块，用于通过极轨卫星获取所述目标区域的第一极轨图像数据，对所述第一极轨图像数据进行第二预处理得到极轨数据，其中，所述极轨数据包括多个第二波段数据和所述第二波段数据对应的第二反射率数据；

36、第三模块，用于基于监督分类法提取所述极轨数据中的区域林地范围；

37、第四模块，用于获取所述标准数据中的角度数据，基于所述角度数据去除所述极轨数据中的耀斑像元数据得到第二极轨图像数据；

38、第五模块，用于通过预设的检测模型检测所述第二极轨图像数据中的干扰数据，将所述干扰数据剔除后得到第三极轨图像数据；

39、第六模块，用于根据多个所述第一反射率数据计算得到第一燃烧指数，根据多个第二反射率数据计算得到第二燃烧指数，根据所述第一燃烧指数和所述第二燃烧指数提取火点燃烧区域，获取所述火点燃烧区域的每个像元的亮温数据，根据每个像元的所述亮温数据和亮温阈值提取所述火点燃烧区域的第一火点位置；

40、第七模块，用于根据所述第一火点位置和所述第三极轨图像数据确定第二火点位置；

41、第八模块，用于将所述区域林地范围掩膜所述第二火点位置得到林地火点分布信息。

42、第三方面，本发明实施例提供了一种基于遥感卫星数据和极轨卫星数据的森林火点监测装置，包括：

43、至少一个处理器；

44、至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

45、当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如上所述的方法。

46、第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如上所述的方法。

47、实施本发明实施例包括以下有益效果：本发明实施例提供一种基于遥感卫星数据和极轨卫星数据的森林火点监测方法，包括：通过遥感卫星获取目标区域的遥感数据，对所述遥感数据进行第一预处理得到标准数据，其中，标准数据包括角度数据、亮温数据、多个第一波段数据和所述第一波段数据对应的第一反射率数据；通过极轨卫星获取所述目标区域的第一极轨图像数据，对所述第一极轨图像数据进行第二预处理得到极轨数据，其中，所述极轨数据包括多个第二波段数据和所述第二波段数据对应的第二反射率数据；基于监督分类法提取所述极轨数据中的区域林地范围；获取所述标准数据中的角度数据，基于所述角度数据去除所述极轨数据中的耀斑像元数据得到第二极轨图像数据；通过预设的检测模型检测所述第二极轨图像数据中的干扰数据，将所述干扰数据剔除后得到第三极轨图像数据；根据多个所述第一反射率数据计算得到第一燃烧指数，根据多个第二反射率数据计算得到第二燃烧指数，根据所述第一燃烧指数和所述第二燃烧指数提取火点燃烧区域，获取所述火点燃烧区域的每个像元的亮温数据，根据每个像元的所述亮温数据和亮温阈值提取所述火点燃烧区域的第一火点位置；根据所述第一火点位置和所述第三极轨图像数据确定第二火点位置；将所述区域林地范围掩膜所述第二火点位置得到林地火点分布信息。通过通过遥感卫星获取目标区域的遥感数据和极轨卫星的第一极轨图像数据，对遥感数据和第一极轨图像数据进处理，最后得到林地火点分布信息，通过利用遥感卫星遥感数据的高时间分辨率和极轨卫星第一极轨图像数据的高空间分辨率协同互补，进而提高森林火灾卫星监测时效性和火点识别度。