[发明专利]基于Himawari-8的HSD数据火点实时监测自动分析系统

权利要求书

1.一种基于Himawari-8的HSD数据火点实时监测自动分析系统，其特征在于，系统分析包括如下步骤：

步骤1)、获取Himawari-8数据集：系统后台记录当前火点监测区时间，根据HSD格式的Himawari-8数据文件名编排标准及特点，获得对应时段的HSD格式数据集文件名列表，随之向指定数据服务地址发送请求，待请求通过后根据获得的列表寻找和下载对应数据集到指定地址；

步骤2)、将数据集按波段号读取并拼接：根据火点异常反演方法所用到的波段和步骤1)采集的波段数据集，自动化系统依次批量读取相应波段数据块，并对读取到的数据块进行拼接，得到拼接后波段数据；

步骤3)、将不同波段分辨率数据重采样：不同波段数据的分辨率不同，因此将步骤2)波段数据分辨率都在统一尺度下，方便后续的校正和反演计算，简化系统后续星历表栅格计算时系统整体的计算量；

步骤4)、对步骤3)中的数据进行计算和处理：对数据进行处理和计算的阶段，处理技术点包括原始数据辐射定标、星历表栅格计算、基于GCP控制点的几何校正、校正后基准星历表的线性偏移微调、云量检测去除、亮温反演；

星历表栅格计算是对每个波段求取对应的星历表栅格数据，采用Himawari-8数据官方手册里提供的星历表计算方法，并在该方法的基础上，采用一种边角填充方法对圆盘数据外围边角的空隙像元进行补值，边角填充方法包括经度星历表填充和纬度星历表填充两个过程；

亮温反演是本系统自动将获得的亮温数据和近红外波段辐射亮度数据带入算法中进行云量检测和去除，之后采用较为成熟的MODIS/AVHRR火点检测算法进行疑似火点的判别，该算法主要根据火点像元与背景像元热辐射的对比情况进行判断，检测步骤包括(1)初步的待确认火点像元及背景像元的确定；(2)以初步待确认火点像元为中心，选取特定大小窗口进行待确认火点像元与背景像元的差异对比来进一步判断待确认火点像元为疑似像元的可能性；(3)回查历史任务监测结果，进一步判断疑似火点真实性；

步骤5)、等待下次任务发起：记录本轮当前任务结果及部分计算信息，待下一轮监测任务发起后重复步骤1)到4)，同时将本轮任务保存的信息带入步骤4)的疑似火点置信度判断方法中参与分析比对，得出疑似火点经纬度位置。

2.根据权利要求1所述的基于Himawari-8的HSD数据火点实时监测自动分析系统，其特征在于：在步骤4)中原始数据辐射定标采用线性定标算法，

R(i，j)＝G×Pix(i，j)+C

其中：Pix(i，j)为原始数据(i，j)位置像元的DN值，该值没有物理意义，G为波谱响应增益系数，单位为，C为偏移系数，单位为W/(m²·sr·μm)R(i，j)为辐射定标后的该像W/(m²·sr·μm)元值，表示该像元的辐射亮度值，单位为W/(m²·sr·μm)，G和C均为常数，该值保存在.Dat文件中；

在具体定标过程中，系统自动抽取文件里的G和C常数值，而后将获得的波段数据中每个元素带入上述公式进行逐次扫描计算。

3.根据权利要求1所述的基于Himawari-8的HSD数据火点实时监测自动分析系统，其特征在于：在步骤4)中基于GCP控制点的几何校正为基于经纬度定位信息构建控制点网格的多项式几何校正方法，且在此基础上采用2*3为一组的控制点作为校正单元，然后构建二元二次多项式校正的方式构建输入像元与对应输出像元的映射方程优化了校正的方法。

4.根据权利要求1所述的基于Himawari-8的HSD数据火点实时监测自动分析系统，其特征在于：在步骤4)中线性偏移微调是本系统在首次开发时对获得的校正数据带入ArcGis里叠加全球矢量数据后，进行手工配准获得纵向和横向偏移的具体值(δx,δy)，将此偏移值嵌入系统xml文件里，在系统下次任务循环时，将自动读取偏移值进行微调即可，不必再人工参与，确保了后续任务在校正过程后线性偏移值的稳定，实现了系统自动化统一处理的功能。