一种基于GK-2A的高频空间自适应阈值火情遥感监测方法与流程

技术特征：
1.一种基于gk-2a的高频空间自适应阈值火情遥感监测方法，其特征在于：(1)基于新一代静止气象卫星gk-2a卫星数据的火情监测；(2)对gk-2a卫星数据的数据投影转换、辐射校正、大气校正等预处理；(3)基于gk-2a卫星数据的晴空像元标记，判识云、水体、荒漠区等像元；(4)基于gk-2a卫星数据的有效背景像元筛选和背景像元亮温计算，具体特征包含基于下垫面类型差异化动态筛选；(5)基于gk-2a卫星数据的火点像元动态阈值判识，具体特征包含：结合太阳高度角及植被比例的修正系数自适应动态处理、基于云像元比例的标准差自适应修正；(6)基于辅助数据库的假火点剔除。2.如权利要求1所述的基于gk-2a卫星数据的火情遥感监测方法，其特征在于，所述gk-2a数据的投影转换、辐射校正、大气校正处理，包括：辐射定标所对应gk-2a卫星数据中的第1(0.47μm)、2(0.51μm)、3(0.64μm)、4(0.85μm)、6(1.61μm)、7(3.83μm)、14(11.21μm)和15(12.36μm)通道；大气校正所对应gk-2a卫星数据中的第4、6、7、14和15通道。3.如权利要求1所述的基于gk-2a的高频空间自适应阈值火情遥感监测方法，其特征在于，基于gk-2a卫星数据的晴空像元标记，具体在于，进行云区、水体区、荒漠区等像元判识，包括：云检测所对应gk-2a卫星数据中的第3通道、4通道和15通道，可见光通道参考阈值为20％；远红外通道参考阈值为270k；水体像元判识对应gk-2a卫星数据中的第1、2、3、4通道，近红外通道判识阈值为10％。4.如权利要求1所述的基于gk-2a的高频空间自适应阈值火情遥感监测方法，其特征在于，基于gk-2a卫星数据的有效背景像元筛选和背景像元亮温计算，具体在于，所述基于下垫面类型差异化动态筛选，包括：背景像元亮温计算需要选取合适的像元，当出现过高亮温的像元时，若将该高温像元当做背景像元计算，则会提高背景亮温值，从而造成漏判；反之，低温像元会拉低背景像元亮温值，造成误判，因此过高或过低亮温的像元都被属于无效像元；为获取有效像元提取，提出了下垫面类型差异化的条件判断，即中红外通道亮温值需同时满足公式(1)判识条件时，可判定为有效背景像元：时，可判定为有效背景像元：时，可判定为有效背景像元：式中，t
mir
为待判识像元中红外通道亮温，为窗口区域内与被判识像元土地利用类型不一致且亮温高于被判识像元时，窗口区域中红外通道的平均亮温；为窗口区域内与被判识像元土地利用类型不一致且低于被判识像元时，窗口区域中红外通道的平均亮温；t
th_bg
为有效背景像元判识阈值；为窗口区域内所有中红外通道亮温平均值，δt
mir
为窗口区域内所有中红外通道亮温标准偏差，n*为背景修正系数。
5.如权利要求1所述的基于gk-2a的高频空间自适应阈值火情遥感监测方法，其特征在于，基于gk-2a卫星数据的火点像元动态阈值判识，具体在于，结合太阳高度角及植被比例的修正系数自适应动态处理和基于云像元比例的标准差自适应修正，包括：5.1结合太阳高度角及植被比例的修正系数自适应动态处理：通过分析待判像元太阳高度角和窗口区域内非植被像元比例对背景系数的影响规律，获得修正背景系数n*
i
；该系数会随太阳高度角和窗口区域内非植被像元比例增而增大，以减少太阳反射信号带来的误判，详见公式(2)：式中，n*为修正背景系数；n为初始背景系数，取3或3.5；θ
s
为太阳高度角；p
v
为非植被像元比例；5.2基于云像元比例的标准差自适应修正：云层作为特殊的下垫面，通常具有亮温低、反射率高和特殊几何结构等特点，当被判识像元处于云边缘或云缝隙时，云的亮温导致有效背景亮温降低，使其易满足火点判识条件，而云的特殊结构易造成太阳辐射的镜面反射效应，两者均会造成火点误判；因此提出了针对窗口区域内像元标准差的云像元比例自适应修正方法；随着被判识像元周边云像元数比例的增加，判识阈值会随之增大，即提高火点判识的条件，从而有效减少云边缘火点误判现象；详见公式(3)：式中，δt*
ibg
为窗口区域的修正后标准差；δt
ibg
为窗口区域的原始标准差；i为mir通道或mir-fir通道；p
c
为窗口区域内云像元比例。6.如权利要求1所述的基于gk-2a的高频空间自适应阈值火情遥感监测方法，其特征在于，假火点剔除，包括：耀斑角阈值滤除算法；辅助数据库滤除算法。

技术总结
本发明的目的在于重点解决火情遥感监测高时空分辨率数据源单一、现有监测方法准确率有待提升等问题，提供一种基于全新静止气象卫星GK-2A数据的高频空间自适应阈值高精度火情遥感识别监测方法，以拓展火情监测渠道、提升火情监测准确性。主要步骤包括：数据预处理（GK-2A卫星数据投影转换、辐射校正、大气校正等）；晴空像元标记（判识云区、水体区、荒漠区等像元以标记出晴空像元）；有效背景像元筛选（基于下垫面类型差异化动态筛选）；背景像元亮温计算；火点像元动态阈值判识（基于太阳高度角及植被比例的修正系数自适应动态处理、基于云像元比例的标准差自适应修正）；假火点剔除。本方法极大的拓展了遥感火情监测的渠道、提升了遥感火情监测的准确率。遥感火情监测的准确率。遥感火情监测的准确率。


技术研发人员：胡贵锋 赵宏辉 黄超
受保护的技术使用者：星图智绘（西安）数字科技有限公司
技术研发日：2022.02.25
技术公布日：2022/6/24