本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于亮溫值分析的輸電線路山火監(jiān)測(cè)預(yù)警方法。

背景技術(shù)：

近年來，隨著國(guó)家“退耕還林”等政策的實(shí)施，生態(tài)環(huán)境不斷改善，但同時(shí)受工農(nóng)業(yè)以及民間用火習(xí)俗的影響，輸電線路附近山火發(fā)生頻率呈逐年上升趨勢(shì)。為滿足輸電線路山火廣域監(jiān)測(cè)的要求，輸電線路山火監(jiān)測(cè)需要依賴衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)。目前的衛(wèi)星遙感山火監(jiān)測(cè)技術(shù)主要針對(duì)較大范圍實(shí)施基于亮溫閾值的輸電線路火點(diǎn)判別，閾值選擇比較單一，然而，不同地區(qū)和不同時(shí)段存在氣候特征和氣象條件的差異(如沿海省份和內(nèi)陸省份判別火點(diǎn)所選閾值有所不同、清晨和午后判別火點(diǎn)所選閾值有所不同)，按照單一閾值進(jìn)行差異化條件下的輸電線路山火火點(diǎn)判識(shí)已不能滿足當(dāng)前的山火監(jiān)測(cè)預(yù)警工作需要。因此，有必要針對(duì)不同地區(qū)、不同時(shí)段的山火廣域監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行有差別的亮溫閾值選取，完善輸電線路附近山火火點(diǎn)識(shí)別技術(shù)，提高山火監(jiān)測(cè)預(yù)警可靠性，保障輸電線路安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)目前基于風(fēng)云系列衛(wèi)星的輸電線路廣域山火監(jiān)測(cè)技術(shù)中，使用的亮溫閾值比較單一的現(xiàn)狀，本發(fā)明提供一種基于差異化亮溫閾值的輸電線路山火判別方法，使用該方法可提高輸電線路附近山火的判別效率，以便及時(shí)采取防災(zāi)減災(zāi)措施，該方法應(yīng)條理清晰、操作性強(qiáng)、實(shí)用性高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于差異化亮溫閾值的輸電線路山火判別方法，包括如下步驟：

(1)、選取風(fēng)云系列衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到的，并且已經(jīng)得到驗(yàn)證的歷史火點(diǎn)數(shù)據(jù)，同一火點(diǎn)數(shù)據(jù)包含監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的通道1監(jiān)測(cè)值、通道2監(jiān)測(cè)值、通道3監(jiān)測(cè)值；

(2)、選取經(jīng)步驟(1)得到的火點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)火點(diǎn)發(fā)生位置的不同，將數(shù)據(jù)按火點(diǎn)發(fā)生的省份進(jìn)行劃分；

(3)、選取經(jīng)步驟(2)得到的某省火點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)火點(diǎn)發(fā)生時(shí)間的差異，將數(shù)據(jù)按火點(diǎn)發(fā)生時(shí)間進(jìn)行劃分，具體可先依據(jù)發(fā)生月份進(jìn)行劃分后，再依據(jù)火點(diǎn)發(fā)生具體時(shí)間，將每個(gè)月的數(shù)據(jù)按照“08時(shí)-10時(shí)”、“10時(shí)-12時(shí)”、“12時(shí)-16時(shí)”、“16時(shí)-18時(shí)”、“18時(shí)-20時(shí)”、“20時(shí)-23時(shí)”、“23時(shí)-08時(shí)”七個(gè)時(shí)段進(jìn)行劃分；

(4)、選取經(jīng)步驟(3)得到的某個(gè)時(shí)間段的全部火點(diǎn)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)從小到大排列后進(jìn)行組段劃分，然后按下述計(jì)算公式計(jì)算通道1監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a1和通道2監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a2，計(jì)算通道3監(jiān)測(cè)值的第5百分位數(shù)a3，以這三個(gè)分位數(shù)作為該時(shí)段火點(diǎn)判別閾值：

$P_m=L+\frac{\frac{m}{100}N-F_b}{f}i$

式中，P_m為百分位數(shù)，對(duì)于通道1為監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a1，對(duì)于通道2為監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a2，對(duì)于通道3為監(jiān)測(cè)值的第5百分位數(shù)a3；L為欲求百分位數(shù)所在組段的最小值；i為該組段的最大值和最小值之差；f為該組段的數(shù)據(jù)總量；m為百分位點(diǎn)，對(duì)于通道1和通道2監(jiān)測(cè)值，m為95，對(duì)于通道3監(jiān)測(cè)值，m為5；F_b為小于L的所有組段的累計(jì)數(shù)據(jù)總量；N為參與百分位數(shù)計(jì)算的數(shù)據(jù)總量；

(5)、重復(fù)步驟(2)～(4)，得到所有時(shí)段的火點(diǎn)判別閾值；

(6)、將衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)所接收的風(fēng)云系列衛(wèi)星紅外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照常規(guī)山火火點(diǎn)判別流程進(jìn)行數(shù)據(jù)載入，確定監(jiān)測(cè)區(qū)域和監(jiān)測(cè)時(shí)間后，利用對(duì)應(yīng)條件下的閾值開展輸電線路山火火點(diǎn)判別,若疑似火點(diǎn)的通道1監(jiān)測(cè)值小于所選閾值中的a1、通道2監(jiān)測(cè)值小于所選閾值中的a2、通道3監(jiān)測(cè)值大于所選閾值中的a3，則認(rèn)為滿足山火發(fā)生條件，是山火火點(diǎn)；否則認(rèn)為不滿足山火發(fā)生條件，不是山火火點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果是：

1、可以對(duì)風(fēng)云系列衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的具體地點(diǎn)、具體時(shí)間的疑似火點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的判別；

2、本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，操作方便，為輸電線路的山火監(jiān)測(cè)預(yù)警提供了一種切實(shí)可行的實(shí)用技術(shù)；

3、使衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的火點(diǎn)數(shù)據(jù)得到充分利用，基于多個(gè)通道的監(jiān)測(cè)值進(jìn)行的火點(diǎn)判識(shí)具有較高的預(yù)警可信度；

4、對(duì)輸電線路運(yùn)行維護(hù)人員制定山火防治措施有指導(dǎo)意義，對(duì)維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定及防災(zāi)減災(zāi)有重要作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例判別方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

本發(fā)明實(shí)施例的思路是：一種基于差異化亮溫閾值的輸電線路山火判別方法，系充分考慮風(fēng)云系列衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的亮溫閾值差異對(duì)火點(diǎn)判別的影響，根據(jù)監(jiān)測(cè)地點(diǎn)、監(jiān)測(cè)時(shí)間對(duì)預(yù)設(shè)條件的滿足程度，采用不同的亮溫閾值進(jìn)行輸電線路山火火點(diǎn)判別。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例判別方法包括下述步驟。

(1)、火點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。選取風(fēng)云系列衛(wèi)星監(jiān)測(cè)得到的，并且已經(jīng)得到驗(yàn)證的歷史火點(diǎn)數(shù)據(jù)，同一火點(diǎn)數(shù)據(jù)包含監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的通道1(0.58-0.68微米通道)監(jiān)測(cè)值、通道2(0.84-0.89微米通道)監(jiān)測(cè)值、通道3(3.55-3.95微米通道)監(jiān)測(cè)值；

(2)、按地區(qū)劃分火點(diǎn)數(shù)據(jù)。選取經(jīng)步驟(1)得到的火點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)火點(diǎn)發(fā)生位置的不同，將數(shù)據(jù)按火點(diǎn)發(fā)生的省份進(jìn)行劃分；

(3)、按時(shí)間劃分火點(diǎn)數(shù)據(jù)。選取步驟(2)得到的某省火點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)火點(diǎn)發(fā)生時(shí)間的差異，將數(shù)據(jù)按火點(diǎn)發(fā)生時(shí)間進(jìn)行劃分，具體可先依據(jù)發(fā)生月份進(jìn)行劃分后，再依據(jù)火點(diǎn)發(fā)生具體時(shí)間，將每個(gè)月的數(shù)據(jù)按照“08時(shí)-10時(shí)”、“10時(shí)-12時(shí)”、“12時(shí)-16時(shí)”、“16時(shí)-18時(shí)”、“18時(shí)-20時(shí)”、“20時(shí)-23時(shí)”、“23時(shí)-08時(shí)”七個(gè)時(shí)段進(jìn)行劃分；

(4)、確定閾值。選取步驟(3)得到的某個(gè)時(shí)間段的全部火點(diǎn)數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)從小到大排列后進(jìn)行組段劃分，然后按下述計(jì)算公式計(jì)算通道1監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a1和通道2監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a2，計(jì)算通道3監(jiān)測(cè)值的第5百分位數(shù)a3，以這三個(gè)分位數(shù)作為該時(shí)段火點(diǎn)判別閾值：

$P_m=L+\frac{\frac{m}{100}N-F_b}{f}i$

式中，P_m為百分位數(shù)，對(duì)于通道1為監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a1，對(duì)于通道2為監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)a2，對(duì)于通道3為監(jiān)測(cè)值的第5百分位數(shù)a3；L為欲求百分位數(shù)所在組段的最小值；i為該組段的最大值和最小值之差；f為該組段的數(shù)據(jù)總量；m為百分位點(diǎn)，對(duì)于通道1和通道2監(jiān)測(cè)值，m為95，對(duì)于通道3監(jiān)測(cè)值，m為5；F_b為小于L的所有組段的累計(jì)數(shù)據(jù)總量；N為參與百分位數(shù)計(jì)算的數(shù)據(jù)總量；

(5)、重復(fù)步驟(2)～(4)，得到所有省份、所有時(shí)段的火點(diǎn)判別閾值；

(6)、實(shí)施判別。將衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)所接收的風(fēng)云系列衛(wèi)星紅外監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照常規(guī)山火火點(diǎn)判別流程進(jìn)行數(shù)據(jù)載入，確定監(jiān)測(cè)區(qū)域和監(jiān)測(cè)時(shí)間后，利用對(duì)應(yīng)條件下的閾值開展輸電線路山火火點(diǎn)判別。若疑似火點(diǎn)的通道1監(jiān)測(cè)值小于所選閾值中的a1、通道2監(jiān)測(cè)值小于所選閾值中的a2、通道3監(jiān)測(cè)值大于所選閾值中的a3，則認(rèn)為滿足山火發(fā)生條件，是山火火點(diǎn)；否則認(rèn)為不滿足山火發(fā)生條件，不是山火火點(diǎn)。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：

1、可以對(duì)風(fēng)云系列衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)的具體地點(diǎn)、具體時(shí)間的疑似火點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的判別；

2、本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，操作方便，為輸電線路的山火監(jiān)測(cè)預(yù)警提供了一種切實(shí)可行的實(shí)用技術(shù)；

3、使衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的火點(diǎn)數(shù)據(jù)得到充分利用，基于多個(gè)通道的監(jiān)測(cè)值進(jìn)行的火點(diǎn)判識(shí)具有較高的預(yù)警可信度；

4、對(duì)輸電線路運(yùn)行維護(hù)人員制定山火防治措施有指導(dǎo)意義，對(duì)維護(hù)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定及防災(zāi)減災(zāi)有重要作用。

下面以湖南省為例進(jìn)行驗(yàn)證。

(1)、火點(diǎn)數(shù)據(jù)采集。從近十年山火監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)中，選取風(fēng)云系列衛(wèi)星監(jiān)測(cè)得到的，并且已經(jīng)得到驗(yàn)證的歷史火點(diǎn)數(shù)據(jù)，同一火點(diǎn)數(shù)據(jù)包含監(jiān)測(cè)衛(wèi)星的通道1監(jiān)測(cè)值、通道2監(jiān)測(cè)值、通道3監(jiān)測(cè)值。

(2)、按地區(qū)劃分火點(diǎn)數(shù)據(jù)。選取經(jīng)步驟(1)得到的火點(diǎn)數(shù)據(jù)，根據(jù)火點(diǎn)發(fā)生位置的不同，將數(shù)據(jù)按火點(diǎn)發(fā)生的省份進(jìn)行劃分。

(3)、按時(shí)間劃分火點(diǎn)數(shù)據(jù)。選取步驟(2)得到的湖南省火點(diǎn)數(shù)據(jù)，按照火點(diǎn)發(fā)生時(shí)間的差異，將數(shù)據(jù)按火點(diǎn)發(fā)生時(shí)間進(jìn)行劃分，具體可先按照發(fā)生月份進(jìn)行劃分后，再依據(jù)火點(diǎn)發(fā)生具體時(shí)間，將每個(gè)月的數(shù)據(jù)按照“08時(shí)-10時(shí)”、“10時(shí)-12時(shí)”、“12時(shí)-16時(shí)”、“16時(shí)-18時(shí)”、“18時(shí)-20時(shí)”、“20時(shí)-23時(shí)”、“23時(shí)-08時(shí)”七個(gè)時(shí)段進(jìn)行劃分。

(4)、確定閾值。選取步驟(3)得到的火點(diǎn)數(shù)據(jù)，分別針對(duì)每個(gè)月不同時(shí)段的數(shù)據(jù)，計(jì)算其通道1監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)、通道2監(jiān)測(cè)值的第95百分位數(shù)，和通道3監(jiān)測(cè)值的第5百分位數(shù)，以這三個(gè)分位數(shù)作為該時(shí)段火點(diǎn)判別閾值。風(fēng)云系列衛(wèi)星監(jiān)測(cè)得到的湖南省火點(diǎn)亮溫閾值如表1所示。

(5)、實(shí)施判別。將衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)所接收的風(fēng)云系列衛(wèi)星紅外數(shù)據(jù)按照常規(guī)山火火點(diǎn)判別流程載入后，針對(duì)一月08時(shí)-10時(shí)、湖南境內(nèi)出現(xiàn)的2例疑似火點(diǎn)，以表1中的對(duì)應(yīng)時(shí)段閾值作為輸電線路山火火點(diǎn)判別依據(jù)，展開判別，如下表所示：

表2疑似火點(diǎn)1判別情況 表3疑似火點(diǎn)2判別情況

經(jīng)驗(yàn)證，疑似火點(diǎn)1是山火火點(diǎn)，疑似火點(diǎn)2不是山火火點(diǎn)，本方法判別結(jié)論準(zhǔn)確。