[发明专利]天空地联合的输电线路通道山火趋势预警方法、装置、系统及存储介质

权利要求书

1.一种天空地联合的输电线路通道山火趋势预警方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤S1：通过遥感卫星、直升机/无人机和电网在线监测装置联合对目标区域进行监测；

步骤S2：将监测的火点位置、植被种类、微气象数据通过无线传输方式传送至接收模块；

步骤S3：利用火点经纬度在全国地貌数据中标定目标区域，获取该位置影响山火蔓延的地面坡度和坡向；同时利用图像处理技术对植被种类进行识别；

步骤S4：将步骤S2得到的微气象参数和步骤S3得到的坡度、坡向、植被种类等影响山火蔓延的参数输入到推演模块中进行模型计算，计算出火势蔓延速度，推演得到山火发展趋势矢量图；

步骤S5：将步骤S4得到的山火发展趋势矢量图与电网GIS系统进行矢量叠加，利用欧式距离公式获取某一时间段在山火蔓延区域边界1km范围内的110kV及以上输电线路详细信息，并形成预警信息；

步骤S6：将预警信息发送至设备运维单位管理人员移动终端上。

2.如权利要求1所述的天空地联合的输电线路通道山火趋势预警方法，其特征在于：所述利用图像处理技术对植被种类进行识别，具体步骤如下：

步骤S31：将目标区域内多光谱影像与激光雷达点云数据配准，得到绝对坐标系下配准精确的多光谱影像与激光雷达点云融合的数据；

步骤S32：多源数据融合，利用像元图像融合方法，采用HIS彩色变换，将遥感影像转换到数值彩色空间，同时将基于激光雷达点云数据提取的高分辨率DEM进行数值转换，转回到RGB彩色空间，得到丰富的光谱信息、纹理信息以及高度信息；

步骤S33：获取树种的特征信息，如结构特征、光谱特征等，得到树高、冠幅、种群分布特征、NDVI值，综合采用非监督分类以及监督分类等方法，进行树种分类和识别。

3.如权利要求1所述的天空地联合的输电线路通道山火趋势预警方法，其特征在于：所述遥感卫星搭载的红外遥感器对目标区域的山火热点进行监测，识别火点并获取火点经纬度；所述直升机/无人机通过挂载的三维激光雷达扫描设备对试验区域输电线路走廊内植被进行自动识别与分类；所述电网在线监测装置对现场温度、湿度、风向、风速等微气象进行监测。

4.如权利要求1所述的天空地联合的输电线路通道山火趋势预警方法，其特征在于：所述遥感卫星监测利用高/低轨遥感卫星对目标区域进行山火热点监测，高轨卫星每10分钟更新一次，低轨卫星根据过境时间实时监测，监测时间为当地防山火期内；所述直升机/无人机监测利用直升机或无人机等手段对电网110kV及以上输电线路通道1km范围内开展三维激光雷达扫描作业，监测时间为每年雨季后；所述电网在线监测装置依托安装在杆塔上的在线监测装置进行实时监测。

5.如权利要求1所述的天空地联合的输电线路通道山火趋势预警方法，其特征在于：所述山火蔓延的参数输入到推演模块中进行模型计算是通过Rothermel模型和惠更斯模型计算山火蔓延速度和蔓延区域，所述Rothermel模型山火蔓延速度计算公式符合其中，R是山火蔓延速度，I_r是火焰区反应强度(千焦耳/分.米²)，是热通量比系数(无因次)，由经验公式确定，ρ是可燃物体密度(千克/米3)，ε是可燃物的有效加热系数(无因次)，Q_ig是点燃单位质量的可燃物所需的热量(千焦耳/千克)，是风速修正系数，是坡度修正系数；

所述惠更斯模型计算的原理是将山火蔓延区域看做是一个随时间变化的连续扩展的多边形，具体步骤如下：a)选取一个着火点，给定一个很短的时间，利用山火蔓延速度公式计算山火蔓延速度，从而确定初始火场的形状，由于时间很短，可以近似认为初始蔓延边界为一个圆形；b)在初始的火场边界上，选取一些控制点，作为下一个火势蔓延的起始点；c)选取一定的时间步长作为下次蔓延的时间，利用山火蔓延速度公式计算起始点的蔓延速度，从而计算出该时间步长后山火蔓延的位置；d)将这些点用曲线连接，以得出该段时间火势蔓延的新边界；e)重复以上步骤确定下个时间段山火蔓延区域。

6.如权利要求1所述的天空地联合的输电线路通道山火趋势预警方法，其特征在于：所述山火发展趋势矢量图包括山火发展趋势的静态二维矢量图和动态二维图。