基于高清卫星地图的精准火情定位方法与系统与流程

本技术涉及火情定位，尤其涉及一种基于高清卫星地图的精准火情定位方法与系统。

背景技术：

1、森林火灾是自然界频繁发生的自然灾害，会造成木材资源的损失、大气的污染、也影响人身财产的安全，需要有效的对森林火情进行高效、准确的识别并且定位，以便消防人员能够及时的对森林火情进行扑灭。

2、目前，对森林火情的识别方式之一为：通过无人机在各个区域拍摄图像，将拍摄图像发到云端，并根据火焰识别算法识别拍摄的图像中是否存在火情。然而，森林区域通常地形地貌复杂、天气恶劣、海拔高度高等原因，导致无人机易损坏(如挂树枝、被雾气侵蚀)，一旦无人机损坏，无人机不能及时拍摄图像，监控可靠性低，且无人机拍摄范围小，效率特别低，并且目前火焰识别算法识别拍摄的图像中存在火情的准确度低，经常出现误报的情况，浪费消防人力成本。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于高清卫星地图的精准火情定位方法与系统，用于解决现有技术中如何能够及时可靠的拍摄图像，提高拍摄效率，并且目前火焰识别算法识别拍摄的图像的准确度低。

2、第一方面，本技术提供了一种基于高清卫星地图的精准火情定位方法，应用于云服务器，包括：

3、接收卫星设备在运行轨道上在不同时刻采集的不同地球区域的多幅高清卫星图像；

4、当根据火焰识别算法识别到多幅高清卫星图像中，确定存在疑似火情区域图像的目标高清卫星图像时，从目标高清卫星图像中提取除疑似火情区域图像以外的目标地形地貌区域图像，其中，标准地形地貌区域图像为历史上卫星拍摄的各个地球区域的地形地貌区域图像；

5、确定目标地形地貌区域图像上的点与预设数据库中的多个不同的标准地形地貌区域图像上的对应的点的差值的平均值和协方差；

6、根据每个标准地形地貌区域图像对应的差值的平均值和协方差、多个差值的平均值中最大的差值的平均值和最小的差值的平均值、多个协方差中最大的协方差和最小的协方差，确定各个标准地形地貌区域图像分别与目标地形地貌区域图像匹配的可靠程度；

7、确定可靠程度最高的标准地形地貌区域图像，为与目标地形地貌区域图像在地理位置上相同的图像；

8、从预设的数据库中，查找到可靠程度最高的标准地形地貌区域图像关联的温度传感器标识，其中，温度传感器标识关联的温度传感器处于地球上的可靠程度最高的标准地形地貌区域图像对应的地形地貌区域内；

9、接收温度传感器标识关联的温度传感器在之前的预设时长内采集的温度曲线；

10、当温度曲线中的其中一个子温度曲线段表征温度处于上升状态、子温度曲线段中的最大温度值大于设定的温度阈值以及子温度曲线段上的任一个点的斜率大于设定的斜率阈值时，将疑似火情区域图像确定为真实火情区域图像；

11、从预设的数据库中，查找温度传感器标识关联的卫星地理坐标；

12、根据温度传感器标识关联的卫星地理坐标，确定火情发生位置；

13、将火情发生位置标记在预设的卫星地图上，并将标记有火情发生位置的卫星地图传输到监控终端显示。

14、在一种可能的实施方式中，根据温度传感器标识关联的卫星地理坐标，确定火情发生位置，包括：

15、确定温度传感器标识关联的卫星地理坐标，映射到目标高清卫星图像的映射位置；

16、确定映射位置到目标高清卫星图像中的疑似火情区域图像中的几何中心的位置的第一方向和第一距离；

17、根据预设的卫星设备的拍摄比例、温度传感器标识关联的卫星地理坐标、以及第一方向和第一距离，确定火情发生位置。

18、在一种可能的实施方式中，根据每个标准地形地貌区域图像对应的差值的平均值和协方差、多个差值的平均值中最大的差值的平均值和最小的差值的平均值、多个协方差中最大的协方差和最小的协方差，确定各个标准地形地貌区域图像分别与目标地形地貌区域图像匹配的可靠程度，包括：

19、根据算式：

20、

21、确定各个标准地形地貌区域图像分别与目标地形地貌区域图像匹配的可靠程度；

22、其中，xij为各个标准地形地貌区域图像分别对应的差值的平均值，yij各个标准地形地貌区域图像分别对应的协方差，max(xij)为多个差值的平均值中的最大差值的平均值，min(xij)为多个差值的平均值中的最小差值的平均值，max(yij)为多个协方差中最大的协方差，min(yij)为多个协方差中最小的协方差，cij为可靠程度。

23、在一种可能的实施方式中，当温度曲线中的其中一个子温度曲线段表征温度处于上升状态、子温度曲线段中的最大温度值大于设定的温度阈值以及子温度曲线段上的任一个点的斜率大于设定的斜率阈值时，将疑似火情区域图像确定为真实火情区域图像，包括：

24、当温度曲线中的其中一个子温度曲线段表征温度处于上升状态、子温度曲线段中的最大温度值大于设定的温度阈值以及子温度曲线段上的任一个点的斜率大于设定的斜率阈值时，识别疑似火情区域图像的图像特征和图像变化特征；

25、根据子温度曲线段、子温度曲线段中的最大温度值、疑似火情区域图像的图像特征和图像变化特征，构建待识别火情特征；

26、利用预训练的第一神经网络模型识别待识别火情特征，以确定疑似火情区域图像确定为真实火情区域图像，其中，预训练的第一神经网络模型是多个历史待识别火情特征以及对应的特征类别输入到初始神经网络中训练得到的，其中，特征类别包括火情类别和非火情类别，历史待识别火情特征包括温度传感器的历史子温度曲线段、历史子温度曲线段中的最大温度值、历史目标高清卫星图像的疑似火情区域图像的图像特征和图像变化特征。

27、在一种可能的实施方式中，在将火情发生位置标记在预设的卫星地图上，并将标记有火情发生位置的卫星地图传输到监控终端显示之后，方法还包括：

28、向监控终端发送火灾告警信息。

29、第二方面，本技术实施例提供了一种基于高清卫星地图的精准火情定位系统，应用于云服务器，包括：

30、信息接收单元，用于接收卫星设备在运行轨道上在不同时刻采集的不同地球区域的多幅高清卫星图像；

31、图像提取单元，用于当根据火焰识别算法识别到多幅高清卫星图像中，确定存在疑似火情区域图像的目标高清卫星图像时，从目标高清卫星图像中提取除疑似火情区域图像以外的目标地形地貌区域图像，其中，标准地形地貌区域图像为历史上卫星拍摄的各个地球区域的地形地貌区域图像；

32、参数确定单元，用于确定目标地形地貌区域图像上的点与预设数据库中的多个不同的标准地形地貌区域图像上的对应的点的差值的平均值和协方差；

33、可靠程度确定单元，用于根据每个标准地形地貌区域图像对应的差值的平均值和协方差、多个差值的平均值中最大的差值的平均值和最小的差值的平均值、多个协方差中最大的协方差和最小的协方差，确定各个标准地形地貌区域图像分别与目标地形地貌区域图像匹配的可靠程度；

34、图像确定单元，用于确定可靠程度最高的标准地形地貌区域图像，为与目标地形地貌区域图像在地理位置上相同的图像；

35、数据查找单元，用于从预设的数据库中，查找到可靠程度最高的标准地形地貌区域图像关联的温度传感器标识，其中，温度传感器标识关联的温度传感器处于地球上的可靠程度最高的标准地形地貌区域图像对应的地形地貌区域内；

36、信息接收单元，还用于接收温度传感器标识关联的温度传感器在之前的预设时长内采集的温度曲线；

37、图像确定单元，用于当温度曲线中的其中一个子温度曲线段表征温度处于上升状态、子温度曲线段中的最大温度值大于设定的温度阈值以及子温度曲线段上的任一个点的斜率大于设定的斜率阈值时，将疑似火情区域图像确定为真实火情区域图像；

38、数据查找单元，还用于从预设的数据库中，查找温度传感器标识关联的卫星地理坐标；

39、位置确定单元，用于根据温度传感器标识关联的卫星地理坐标，确定火情发生位置；

40、数据发送单元，用于将火情发生位置标记在预设的卫星地图上，并将标记有火情发生位置的卫星地图传输到监控终端显示。

41、在一种可能的实施方式中，位置确定单元，具体用于确定温度传感器标识关联的卫星地理坐标，映射到目标高清卫星图像的映射位置；确定映射位置到目标高清卫星图像中的疑似火情区域图像中的几何中心的位置的第一方向和第一距离；根据预设的卫星设备的拍摄比例、温度传感器标识关联的卫星地理坐标、以及第一方向和第一距离，确定火情发生位置。

42、在一种可能的实施方式中，参数确定单元，具体用于根据算式：

43、

44、确定各个标准地形地貌区域图像分别与目标地形地貌区域图像匹配的可靠程度；

45、其中，xij为各个标准地形地貌区域图像分别对应的差值的平均值，yij各个标准地形地貌区域图像分别对应的协方差，max(xij)为多个差值的平均值中的最大差值的平均值，min(xij)为多个差值的平均值中的最小差值的平均值，max(yij)为多个协方差中最大的协方差，min(yij)为多个协方差中最小的协方差，cij为可靠程度。

46、在一种可能的实施方式中，图像确定单元，具体用于当温度曲线中的其中一个子温度曲线段表征温度处于上升状态、子温度曲线段中的最大温度值大于设定的温度阈值以及子温度曲线段上的任一个点的斜率大于设定的斜率阈值时，识别疑似火情区域图像的图像特征和图像变化特征；根据子温度曲线段、子温度曲线段中的最大温度值、疑似火情区域图像的图像特征和图像变化特征，构建待识别火情特征；利用预训练的第一神经网络模型识别待识别火情特征，以确定疑似火情区域图像确定为真实火情区域图像，其中，预训练的第一神经网络模型是多个历史待识别火情特征以及对应的特征类别输入到初始神经网络中训练得到的，其中，特征类别包括火情类别和非火情类别，历史待识别火情特征包括温度传感器的历史子温度曲线段、历史子温度曲线段中的最大温度值、历史目标高清卫星图像的疑似火情区域图像的图像特征和图像变化特征。

47、在一种可能的实施方式中，在将火情发生位置标记在预设的卫星地图上，并将标记有火情发生位置的卫星地图传输到监控终端显示之后，该系统还包括：

48、数据发送单元，用于向监控终端发送火灾告警信息。

49、本技术提供一种基于高清卫星地图的精准火情定位方法与系统，可以接收卫星设备在运行轨道上在不同时刻采集的不同地球区域的多幅高清卫星图像，可以理解地，卫星拍摄范围广，运动速度快，效率高，且不会挂树枝、被雾气侵蚀，拍摄图像的可靠性高，确定携带有疑似火情区域图像的目标地形地貌区域图像上的点与预设数据库中的多个不同的标准地形地貌区域图像上的对应的点的差值的平均值和协方差；根据每个标准地形地貌区域图像对应的差值的平均值和协方差、多个差值的平均值中最大的差值的平均值和最小的差值的平均值、多个协方差中最大的协方差和最小的协方差，确定各个标准地形地貌区域图像分别与目标地形地貌区域图像匹配的可靠程度。其中，标准地形地貌区域图像为历史上卫星拍摄的各个地球区域的地形地貌区域图像。这样一来，确定的各个标准地形地貌区域图像分别与目标地形地貌区域图像匹配的可靠程度的鲁棒性好、可信度高。接下来，确定可靠程度最高的标准地形地貌区域图像，为与目标地形地貌区域图像在地理位置上相同的图像，进而确定的与目标地形地貌区域图像在地理位置上相同的图像的鲁棒性好、可信度高。这样一来，可以找到实时拍摄的包含疑似火情区域图像的目标地形地貌区域图像最匹配的标准地形地貌区域图像。

50、从预设的数据库中，查找到可靠程度最高的标准地形地貌区域图像关联的温度传感器标识，其中，温度传感器标识关联的温度传感器处于地球上的可靠程度最高的标准地形地貌区域图像对应的地形地貌区域内。这样一来，相当于可以找到包含疑似火情区域图像的目标地形地貌区域图像对应的温度传感器标识。可以理解地，温度传感器一旦被安装在某个区域，温度传感器的位置不会变，因此使用温度传感器标识定位包含疑似火情区域图像的目标地形地貌区域图像的精确度高。

51、接收温度传感器标识关联的温度传感器在之前的预设时长内采集的温度曲线；当温度曲线中的其中一个子温度曲线段表征温度处于上升状态、子温度曲线段中的最大温度值大于设定的温度阈值以及子温度曲线段上的任一个点的斜率大于设定的斜率阈值时，将疑似火情区域图像确定为真实火情区域图像。这样一来，可以进一步准确地确定发生了火情。

52、进而从预设的数据库中，查找温度传感器标识关联的卫星地理坐标，相当于找到包含疑似火情区域图像的目标地形地貌区域图像对应的位置。由于使用温度传感器标识定位包含疑似火情区域图像的目标地形地貌区域图像的精确度高，如此找到包含疑似火情区域图像的目标地形地貌区域图像对应的位置也高。根据温度传感器标识关联的卫星地理坐标，确定火情发生位置，可以理解地，确定的火情发生位置的精确度也高，将火情发生位置标记在预设的卫星地图上，并将标记有火情发生位置的卫星地图传输到监控终端显示，以供工作人员浏览。如此，可以兼顾及时拍摄图像，监控火情的可靠性高，拍摄范围广，效率特别高，识别拍摄的卫星图像中存在火情的准确度高，不会出现误报，节省了消防人力成本。