买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明公开了一种顾及邻域潜在林火行为特征的森林火险等级评估方法，涉及森林火灾预警技术领域。本发明提取了起火点像元和非起火点像元对应的点燃概率、火蔓延速度、火强度，以及可燃物、气象、地形和人文活动因子，构建了林火行为特征案例库，然后基于随机森林算法构建针对点燃概率、火蔓延速度和火强度的潜在林火行为特征预测，并利用熵权法确定各种潜在林火行为特征表征森林火险等级的权重，最后综合考虑Moore邻域潜在林火行为特征评估森林火险等级。本发明所述的森林火险等级评估方法操作简单，其充分考虑了多种潜在林火行为特征及其影响，进一步提高了森林火险等级评估的可靠性，可为林火防控资源调配、应急响应预案制定等提供科学依据。

主权项：1.一种顾及邻域潜在林火行为特征的森林火险等级评估方法，包括以下步骤：步骤1：森林火灾风险因子提取；提取目标区域内用于森林火险等级评估的可燃物、气象、地形及人文活动风险因子；步骤2：林火行为特征案例库构建；步骤2.1：林火行为特征提取；基于GFA火灾数据集，GFA表示GlobalFireAtlas，确定研究区每场森林火灾案例的起火点位置信息，并提取其对应的火蔓延速度；提取每场森林火灾起火点位置对应的最大火辐射功率，刻画火强度特征；步骤2.2：非起火点像元特征信息提取；基于GFA火灾数据集，针对每场森林火灾，提取除起火点像元外的其它火灾燃烧像元的位置和发生时间信息；步骤2.3：构建起火点像元和非起点火像元林火行为特征案例库；针对起火点像元和非起点火像元，提取对应位置的可燃物、气象、地形和人文活动因子特征，构建由森林火灾风险因子、点燃概率、火蔓延速度、火强度组成的林火行为特征案例库；步骤3：潜在林火行为特征预测模型构建与评估；步骤3.1：林火行为特征案例库样本均衡；利用SMOTEENN算法，分别对点燃概率、火蔓延速度、火强度特征案例库中的样本进行均衡，保证各类别样本的数量占比相等；步骤3.2：模型构建与评估；针对林火行为特征案例库，随机划分训练集和测试集；利用随机森林算法，分别挖掘可燃物、气象、地形及人文活动因子与点燃概率、火蔓延速度和火强度特征间的非线性关系，根据各自的非线性关系分别构建潜点燃概率、火蔓延速度、火强度的预测模型；构建混淆矩阵，并利用总体精度，和Kappa系数，评估预测模型性能；步骤4：融合潜在林火行为特征的森林火险等级评估；步骤4.1：确定潜在林火行为特征权重；利用步骤3构建的点燃概率、火蔓延速度、火强度特征预测模型，分别计算林火行为特征案例库所有样本的点燃概率、火蔓延速度、火强度；采用公式3、4、5，确定各种潜在林火行为特征表征森林火险等级的权重wj； 式3、4、5中，FBCij为第i个样本的第j种潜在林火行为特征，即点燃概率、火蔓延速度和火强度特征；Pij表示概率矩阵或偏离度矩阵中第i行第j列的元素，ej表示第j种潜在林火行为特征的标准信息熵；N为样本总数；M为潜在林火行为特征种类数；wj为各潜在林火行为特征的权重；步骤4.2：综合评估森林火险等级FDG；对预测的点燃概率特征使用自然间断法划分成5级，即低、较低、中等、较高和高，分别赋值为1，2，3，4，5；利用公式6加权计算森林火险等级；FDG＝[w1*FGP+w2*ROS+w3*FRI+A]6式中，[]为高斯取整函数；FRP，ROS，FRP分别为点燃概率、火蔓延速度、火强度特征，分别对应森林火险等级低、较低、中等、较高和高对应赋值为1，2，3，4，5；w1、w2、w3为对应的权重，A为修正系数；步骤5：融合邻域潜在林火行为特征的森林火险等级评估；具体地包括2个部分：步骤5.1：确定邻域像元森林火险等级对中心像元森林火险等级影响程度权重W；利用公式7和8计算邻域像元森林火险等级对中心像元森林火险等级影响程度tij； 式中，i0和j0分别为中心像元的行索引和列索引，ROSij为邻域像元ij的潜在火蔓延速度等级，a假设为像元的大小；当中心像元位于影像边界上时，超出影像范围的邻域像元不考虑；像元i，j应为林地像元；步骤5.2：更新中心像元森林火险等级；利用公式9，结合中心像元原始FDG和邻域像元FDG更新中心像元森林火险等级FDI'； 式中，[]为高斯取整函数，为中心像元森林火险等级，为原始的中心像元森林火险等级，由式6计算得到；当中心像元位于影像边界上时，超出影像范围的邻域像元不考虑；像元i，j应为林地像元。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 一种顾及邻域潜在林火行为特征的森林火险等级评估方法