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专利号: 2025100594845
申请人: 沧州市生态环境监控中心(沧州市机动车污染防治监控中心)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 信号装置
更新日期:2026-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于GIS技术的生态环境监测方法,应用于火灾报警系统,其特征在于,所述方法包括:获取待测生态区域在预设时间段内每帧的红外图像;

根据红外图像中每个像素点的灰度值以及每个像素点的预设窗口中各像素点灰度值的分布,获得每个像素点的高温特征值以及红外图像中多个高温区域;

根据红外图像中的每个高温区域中的像素点的所述高温特征值,以及高温区域边缘像素点的梯度值,获得每个高温区域的高温系数;将最后一帧的红外图像作为目标红外图像,将除目标红外图像之外的其他红外图像作为历史红外图像,根据目标红外图像中每个高温区域的所述高温系数,以及目标红外图像与历史红外图像之间同一高温区域的所述高温系数的差异,获得目标红外图像中每个高温区域的火灾可能性;基于所述火灾可能性,从目标红外图像中的高温区域中提取出火灾区域以及火灾源点;

对目标红外图像中所有所述火灾区域的质心进行直线拟合,获得拟合直线;根据目标红外图像中每个火灾区域的所述火灾可能性,以及每个火灾区域的质心和所述火灾源点的连线与所述拟合直线之间的夹角,获得每个火灾区域的危害程度;

基于所述危害程度,对待测生态区域中各火灾区域发出不同级别的报警信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的生态环境监测方法,其特征在于,所述获得每个像素点的高温特征值以及红外图像中多个高温区域包括:对红外图像中的所有像素点灰度值的整体水平进行分析,获得红外图像的整体灰度值;

将红外图像中的任意一个像素点作为待测像素点,将待测像素点的灰度值作分子,将所述整体灰度值作为分母,将比值作为待测像素点的第一高温参数值;

对待测像素点的预设窗口中的所有像素点灰度值的整体水平进行分析,获得待测像素点的第二高温参数值;

对所述第一高温参数值和所述第二高温参数值进行综合后并进行归一化处理,获得待测像素点的高温特征值;

在红外图像中,将所述高温特征值大于预设第一阈值的像素点组成的连通域,作为高温区域。

3.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的生态环境监测方法,其特征在于,所述获得每个高温区域的高温系数包括:将红外图像中的任意一个高温区域作为待测高温区域,将待测高温区域中的所有像素点的所述高温特征值的平均值作分子,将红外图像中所有像素点的所述高温特征值的平均值作分母,将比值作为待测高温区域的第一温度差异值;

将待测高温区域边缘上的所有像素点的梯度值的平均值作分子,将红外图像中所有像素点的梯度值的平均值作分母,将比值作为待测高温区域的第二温度差异值;

对所述第一温度差异值和所述第二温度差异值进行综合,获得待测高温区域的高温系数。

4.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的生态环境监测方法,其特征在于,所述获得目标红外图像中每个高温区域的火灾可能性包括:将目标红外图像中的任意一个高温区域作为目标高温区域,从每帧历史红外图像中选取出与所述目标高温区域位置相同的高温区域,作为每帧历史红外图像的参考高温区域;

将目标高温区域的所述高温系数作分子,将所有历史红外图像的参考高温区域的所述高温系数的平均值作分母,将比值作为目标高温区域的第一火灾可能性;

根据目标高温区域与每帧历史红外图像中的参考高温区域之间所述高温系数的差异,获得目标高温区域的第二火灾可能性;

将所述第一火灾可能性和所述第二火灾可能性进行综合后并进行归一化处理,获得目标高温区域的火灾可能性。

5.根据权利要求4所述的一种基于GIS技术的生态环境监测方法,其特征在于,所述根据目标高温区域与每帧历史红外图像中的参考高温区域之间所述高温系数的差异,获得目标高温区域的第二火灾可能性包括:将目标高温区域与每帧历史红外图像中的参考高温区域之间所述高温系数的差值的绝对值,作为目标高温区域与每个参考高温区域之间的高温系数差异值;

将目标高温区域与所有参考高温区域之间的所述高温系数差异值的累加值,作为目标高温区域的第二火灾可能性。

6.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的生态环境监测方法,其特征在于,所述基于所述火灾可能性,从目标红外图像中的高温区域中提取出火灾区域以及火灾源点包括:在目标红外图像中,将所述火灾可能性大于预设第二阈值的高温区域,作为目标红外图像的火灾区域;将火灾可能性的最大值对应的火灾区域的质心,作为火灾源点。

7.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的生态环境监测方法,其特征在于,所述获得每个火灾区域的危害程度包括:将目标红外图像中的任意一个火灾区域作为目标火灾区域,将目标火灾区域的质心和所述火灾源点的连线与所述拟合直线之间的夹角进行负相关映射,获得目标火灾区域的扩散危害参数;

将目标火灾区域的所述火灾可能性作分子,将目标红外图像中所有火灾区域的所述火灾可能性的平均值作分母,将比值作为目标火灾区域的相对危害参数;

对所述扩散危害参数和所述相对危害参数进行综合后并进行归一化处理,获得目标火灾区域的危害程度。

8.根据权利要求1所述的一种基于GIS技术的生态环境监测方法,其特征在于,所述基于所述危害程度,对待测生态区域中各火灾区域发出不同级别的报警信息包括:对于任意一个火灾区域,若火灾区域的危害程度小于预设第一危害阈值,则对该火灾区域发出低级危急级别的报警信息;

若火灾区域的危害程度不小于预设第一危害阈值并且小于预设第二危害阈值,则对该火灾区域发出中级危急级别的报警信息;

若火灾区域的危害程度不小于预设第二危害阈值,则对该火灾区域发出高级危急级别的报警信息。

9.一种基于GIS技术的生态环境监测装置,其特征在于,所述装置包括:

图像采集模块,用于获取待测生态区域在预设时间段内每帧的红外图像;

第一分析模块,用于根据红外图像中每个像素点的灰度值以及每个像素点的预设窗口中各像素点灰度值的分布,获得每个像素点的高温特征值以及红外图像中多个高温区域;

第二分析模块,用于根据红外图像中的每个高温区域中的像素点的所述高温特征值,以及高温区域边缘像素点的梯度值,获得每个高温区域的高温系数;将最后一帧的红外图像作为目标红外图像,将除目标红外图像之外的其他红外图像作为历史红外图像,根据目标红外图像中每个高温区域的所述高温系数,以及目标红外图像与历史红外图像之间同一高温区域的所述高温系数的差异,获得目标红外图像中每个高温区域的火灾可能性;基于所述火灾可能性,从目标红外图像中的高温区域中提取出火灾区域以及火灾源点;

第三分析模块,用于对目标红外图像中所有所述火灾区域的质心进行直线拟合,获得拟合直线;根据目标红外图像中每个火灾区域的所述火灾可能性,以及每个火灾区域的质心和所述火灾源点的连线与所述拟合直线之间的夹角,获得每个火灾区域的危害程度;

报警模块,用于基于所述危害程度,对待测生态区域中各火灾区域发出不同级别的报警信息。

10.一种计算机电子设备,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。