一種基于動態(tài)閾值的輸電線路山火衛(wèi)星火點辨識方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于動態(tài)閾值的輸電線路山火衛(wèi)星火點辨識方法，包括如下步驟：（1）、接收MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)；（2）、生成三通道合成圖片；（3）、明火火點定性辨識；（4）、動態(tài)閾值法火點定量辨識；（5）、剔除工業(yè)與城市火點信息；（6）、剔除輸電線路沿線5km距離范圍外的火點信息；（7）、得出輸電線路山火火點信息。本方法：1、消除了不同季節(jié)和不同時刻對火點辨識的不利影響；2、消除了不同地區(qū)對火點辨識的影響；3、提高了輸電線路火點識別準確率；4、可及時發(fā)布輸電線路山火告警信息，提前做好應(yīng)對措施，最大限度地減少山火給電網(wǎng)造成的損失。
【專利說明】一種基于動態(tài)閾值的輸電線路山火衛(wèi)星火點辨識方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣工程【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于動態(tài)閾值的輸電線路山火衛(wèi)星火點辨識方法，適用于輸電線路附近山火的自動、快速、準確的辨識方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著全球氣候變暖，極端氣候天氣頻繁發(fā)生，我國中南地區(qū)在春耕和清明期間，越來越容易發(fā)生連續(xù)高溫晴天天氣。同時由于經(jīng)濟發(fā)展，農(nóng)村燃料由傳統(tǒng)的枯草和樹木為燃氣所替代，加上退耕還林政策的實施，山區(qū)地區(qū)植被保持越來越完好，于是，輸電線路附近山火發(fā)生次數(shù)呈快速增長趨勢，因山火發(fā)生跳閘的次數(shù)亦明顯增加。即使特高壓線路，如山西長南線，也曾發(fā)生山火跳閘事故，嚴重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。而傳統(tǒng)的輸電線路山火衛(wèi)星火點監(jiān)測，一般采用絕對閾值方法，即當紅外監(jiān)測衛(wèi)星中的紅外通道MODIS(英文全稱 “moderate-resolution imaging spectroradiometer” 的縮寫，中文譯文為“中分辨率成像光譜儀”。)系列衛(wèi)星一般為第21通道大于某個絕對閾值時即判斷為火點，該方法存在以下缺陷:(1)容易受云層、裸地和水面的影響，導(dǎo)致火點誤判；(2)容易受季節(jié)變化、地表溫度變化的影響，導(dǎo)致火點誤判；(3)容易受城市熱島效應(yīng)影響，導(dǎo)致火點誤判。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對已有技術(shù)的缺陷，提供一種基于動態(tài)閾值的輸電線路山火衛(wèi)星火點辨識方法，使用該方法可自動、快速、準確地辨識輸電線路山火的衛(wèi)星火點，最大程度地避免誤判，從而可以及時發(fā)布輸電線路山火告警，指導(dǎo)輸電線路附近的山火防治工作，避免因山火發(fā)生的輸電線路跳閘事故，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是，所提供的一種基于動態(tài)閾值的輸電線路山火衛(wèi)星火點辨識方法，系首先根據(jù)MODIS紅外衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)的第7通道、第2通道、第I通道合成為RGB圖片，利用圖片顯示的紅色亮點定性辨識出火點。然后利用所有火點信息的第21通道值中最小值作為閾值，再利用閾值法定量辨識出火點的具體坐標和過火面積，根據(jù)輸電線路地理信息數(shù)據(jù)，剔除位于工業(yè)區(qū)與城市的火點以及輸電線路沿線5km范圍外的火點，得到輸電線路山火火點信息。具體而言，該方法包括如下步驟:
[0005](I)、接收MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)。設(shè)置MODIS紅外衛(wèi)星接收裝置，利用該裝置接收MODIS紅外衛(wèi)星的監(jiān)測數(shù)據(jù)，即MODIS紅外衛(wèi)星每個像元含有的總共36個通道的數(shù)據(jù)；
[0006](2)、生成三通道合成圖片。將步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星的第7通道賦予紅色，第2通道賦予綠色,第I通道賦予藍色,使用常規(guī)方法,將賦予紅色的第7通道和賦予綠色的第2通道、賦予藍色的第I通道生成三通道彩色合成圖片；
[0007](3)、明火火點定性辨識。在步驟(2)生成的三通道合成圖片上，找出所有表示正在燃燒的明火火點的紅色像元。使用常規(guī)方法計算出所有紅色像元的第21通道值的最小值I。該最小值Ttl為動態(tài)變化值。不同地區(qū)、不同季節(jié)和不同時刻，最小值Ttl不同，但顯示在三通道合成圖片上，均為紅色亮點；[0008](4)、動態(tài)閾值法火點定量辨識。利用步驟(3)所取得的動態(tài)最小值Ttl作為第21通道的動態(tài)閾值，步驟(3)所述紅色像元的第21通道值T21滿足以下條件時:
[0009]T21 ≥ T0
[0010]判別步驟(3)中顯示在三通道合成圖片上的紅色亮點均為明火火點，并可輸出火點地理坐標和火點面積,該火點面積與相連的火點像元個數(shù)成正比；
[0011](5)、剔除工業(yè)與城市火點信息。在步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)中找出輸電線路地理信息系統(tǒng)中的工業(yè)和城市地理信息坐標，利用該坐標剔除落在工業(yè)區(qū)和城市區(qū)之內(nèi)的火點信息；
[0012](6)、剔除輸電線路沿線5km距離范圍外的火點信息。在步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)中找出輸電線路地理信息系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)中的220kV及以上沿輸電線路兩側(cè)5km處的地理信息，剔除輸電線路沿線兩側(cè)5km距離范圍外的火點信息；
[0013](7)、得出輸電線路山火火點信息。清點步驟(5)~(6)所余火點信息，即得出影響輸電線路安全穩(wěn)定運行的潛在隱患輸電線路山火火點信息。
[0014]本發(fā)明的有益效果是: [0015]1、利用三通道合成圖片的紅色像元的第21通道最小值，巧妙消除了不同季節(jié)和不同時刻對火點辨識的不利影響；
[0016]2、利用輸電線路地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，有效消除了不同地區(qū)對火點辨識的影響；
[0017]3、大大提高了輸電線路火點識別準確率；
[0018]4、解決了輸電線路山火火點監(jiān)測的難題。根據(jù)監(jiān)測出的輸電線路火點，可以及時發(fā)布輸電線路山火告警信息，在發(fā)生山火跳閘前提前做好應(yīng)對措施，最大限度地減少山火給電網(wǎng)造成的損失。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:
[0020](I)、接收MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)。設(shè)置MODIS紅外衛(wèi)星接收裝置，利用該裝置接收MODIS紅外衛(wèi)星的監(jiān)測數(shù)據(jù)；
[0021](2)、生成三通道合成圖片。將步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星的第7通道，第2通道賦予綠色，第I通道賦予藍色，使用常規(guī)方法，將賦予紅色的第7通道和賦予綠色的第2通道、賦予藍色的第I通道生成三通道彩色合成圖片；
[0022](3)、明火火點定性辨識。在步驟(2)生成的三通道合成圖片上，找出所有表示正在燃燒的明火火點的紅色像元。使用常規(guī)方法計算出所有紅色像元的第21通道值的最小值T0;
[0023](4)、動態(tài)閾值法火點定量辨識。利用步驟(3)所取得的動態(tài)最小值Ttl作為第21通道的動態(tài)閾值，步驟(3)所述紅色像元的第21通道值T21滿足以下條件時:
[0024]T21 ≥ T0
[0025]判別步驟(3)中顯示在三通道合成圖片上的紅色亮點均為明火火點；
[0026](5)、剔除工業(yè)與城市火點信息。在步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)中找出輸電線路地理信息系統(tǒng)中的工業(yè)和城市地理信息坐標，利用該坐標剔除落在工業(yè)區(qū)和城市區(qū)之內(nèi)的火點信息；[0027](6)、剔除輸電線路沿線5km距離范圍外的火點信息。在步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)中找出輸電線路地理信息系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)中的220kV及以上沿輸電線路兩側(cè)5km處的地理信息，剔除輸電線路沿線兩側(cè)5km距離范圍外的火點信息；
[0028](7)、得出輸電線路山火火點信息。清點步驟(5)-(6)所余火點信息，即得出影響輸電線路安全穩(wěn)定運行的潛在隱患輸電線路山火火點信息。
[0029]實施例2:
[0030]步驟(1)-(3)同實施例1 ;
[0031](4)、動態(tài)閾值法火點定量辨識。利用步驟(3)所取得的動態(tài)最小值Ttl作為第21通道的動態(tài)閾值，步驟(3)所述紅色像元的第21通道值T21不滿足以下條件時:
[0032]T21 ≥ T0
[0033]判別步驟(3)中顯示在三通道合成圖片上的紅色亮點均不為明火火點。步驟到此結(jié)束。
【權(quán)利要求】
1.一種基于動態(tài)閾值的輸電線路山火衛(wèi)星火點辨識方法，該方法包括如下步驟: (1)、接收MODis紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)，設(shè)置MODIS紅外衛(wèi)星接收裝置，利用該裝置接收MODIS紅外衛(wèi)星的監(jiān)測數(shù)據(jù)； (2)、三通道合成圖片，將步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星的第7通道賦予紅色，第2通道賦予綠色，第I通道賦予藍色，使用常規(guī)方法，將賦予紅色的第7通道和賦予綠色的第2通道、賦予藍色的第I通道生成三通道彩色合成圖片； (3)、明火火點定性辨識，在步驟(2)生成的三通道合成圖片上，找出所有表示正在燃燒的明火火點的紅色像元，使用常規(guī)方法計算出所有紅色像元的第21通道值的最小值Ttl ； (4)、動態(tài)閾值法火點定量辨識，利用步驟(3)所取得的動態(tài)最小值Ttl作為第21通道的動態(tài)閾值，步驟(3)所述紅色像元的第21通道值T21滿足以下條件時:
T21≥ T0 判別步驟(3)中顯示在三通道合成圖片上的紅色亮點均為明火火點； (5)、剔除工業(yè)與城市火點信息，在步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)中找出輸電線路地理信息系統(tǒng)中的工業(yè)和城市地理信息坐標，利用該坐標剔除落在工業(yè)區(qū)和城市區(qū)之內(nèi)的火點信息； (6)、剔除輸電線路沿線5km距離范圍外的火點信息，在步驟(I)接收的MODIS紅外衛(wèi)星數(shù)據(jù)中找出輸電線路地理信息系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)中的220kV及以上沿輸電線路兩側(cè)5km處的地理信息，剔除輸電線路沿線兩側(cè)5km距離范圍外的火點信息； (7)、得出輸電線路山火火點信息，清點步驟(5)-(6)所余火點信息，即得出影響輸電線路安全穩(wěn)定運行的潛在隱患輸電線路山火火點信息。
【文檔編號】G06K9/46GK103455804SQ201310421175
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】陸佳政, 徐勛建, 張紅先, 李波, 方針, 趙純 申請人:國家電網(wǎng)公司, 湖南省電力公司科學(xué)研究院, 湖南省湘電試研技術(shù)有限公司