(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(71)申請人成都遠(yuǎn)望科技有限責(zé)任公司地址610000四川省成都市中國(四川)自由貿(mào)易試驗區(qū)成都高新區(qū)益州大道北段333號1棟18層1803號申請人成都遠(yuǎn)望探測技術(shù)有限公司(74)專利代理機構(gòu)成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214(54)發(fā)明名稱一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法本發(fā)明公開了一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，涉及火災(zāi)識別及預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟：步驟S1、將天氣雷達體掃模式下糊邏輯的方法濾除地物回波；步驟S3、回波圖像處理：將煙塵回波從所有回波中提取出來；對煙塵回波做膨脹腐蝕處理，然后進行連通塊提??；現(xiàn)大范圍檢測、全天候、不易受溫度光線等外界因素干擾的火災(zāi)檢測方法。入高據(jù)征，包括長寬比、緊湊性等計算回波面積變時刻矢量變化線21.一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟S1、將天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)；步驟S3、回波圖像處理：先基于天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)計算組合反射率，然后基于組合反射率做回波圖像處理，剔除掉連通性差雜波，將煙塵回波從所有回波中提取出來；對煙塵回波做膨脹腐蝕處理，然后進行連通塊提??；步驟S4、圖像初步識別：在提取連通塊后，連通塊提出長寬比和緊湊性兩個特征量；對于長寬比和緊湊性分別設(shè)置閾值，當(dāng)某一連通塊的長寬比和緊湊性同時滿足這兩個如果僅通過連通塊的長寬比和緊湊性特征，會造成較多的誤判；因此基于圖像使用霍夫直線檢測，將直線檢測結(jié)果標(biāo)記為二類目標(biāo)；對于每個一類目標(biāo)，判斷其與二類目標(biāo)的相交程度，設(shè)定一個相交閾值，當(dāng)二者相交程度超過設(shè)定的相交閾值時，則初步認(rèn)定該目標(biāo)為初步火災(zāi)目標(biāo)；在初步火災(zāi)目標(biāo)中，計算初步火災(zāi)目標(biāo)的回波面積的變化梯度和回波頂高變化，設(shè)置回波面積和回波頂高對應(yīng)預(yù)設(shè)條件，將不滿足預(yù)設(shè)門限的火災(zāi)點剔除；步驟S6、最終識別：若某一初步火災(zāi)目標(biāo)的回波同時滿足回波面積和兩個特征量的預(yù)設(shè)條件，則認(rèn)為該初步火災(zāi)目標(biāo)為火災(zāi)目標(biāo)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，步驟S2中，使用模糊邏輯的方法對于地物回波進行濾，模糊邏輯的方法的特征量包括回波強度的垂直變化、回波強度的局地變化、回波強度沿徑向變化以及中值濾波后的速度值。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，步驟S3中，回波圖像處理的具體方式如下：步驟S31、拿到組合反射率圖像后，先對組合反射率圖像做膨脹腐蝕處理，膨脹腐蝕處理過程中使用卷積核為3×3的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，凸顯煙塵回波的形態(tài)；步驟S32、對經(jīng)過步驟S31膨脹腐蝕處理的煙塵回波進行連通塊提取，剔除掉連通性差4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，步驟aspect_ratio=ma式中，h為連通塊外接矩形的長度，w為連通塊外接矩形的寬度，max(w,h)是長度和寬度的較大值，min(w,h)是長度和寬度的較小值；當(dāng)長寬比越大于1說明該連通塊形狀更細(xì)長；對于每個連通塊，緊湊性計算公式如下：compactness=(4×π×ar越小說明連通塊的形狀越細(xì)長。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，步驟S4中，連通塊為一類目標(biāo)時，長寬比的閾值和緊湊性的閾值分別設(shè)置為3.47和0.26。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，步驟3求每個二類目標(biāo)穿過其間的長度于連通塊對角線長度之比，若比值超過0.8,則初步認(rèn)定該目標(biāo)為火災(zāi)目標(biāo)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，步驟S5中，回波面積的具體計算方法如下：對于每個連通塊統(tǒng)計其連續(xù)時刻內(nèi)組合反射率大于5dbz的格點數(shù)，結(jié)果作為該連通塊內(nèi)回波面積；若存在回波面積連續(xù)5個時刻保持增大趨勢，并且增量超過5000,則認(rèn)為該連通塊滿足回波面積梯度變化條件。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，步驟S5中，回波頂高的具體計算方法如下：對于每個連通塊，計算其每個時刻的回波頂高，然后兩兩時刻作差得到ET差分；火災(zāi)發(fā)展過程中，燃燒物顆粒在火災(zāi)中受到熱力抬升的影響，其運動軌跡呈現(xiàn)出不規(guī)則的上下翻騰狀態(tài)，該現(xiàn)象反應(yīng)到煙塵回波上特征表現(xiàn)為：ET差分在氣象回波通常具有較為穩(wěn)定的矢量位移特征，因為氣象粒子的運動主要受到大氣環(huán)流的影響，其運動軌跡相對規(guī)則；而火災(zāi)煙塵回波的ET差分則由于燃燒物顆粒的復(fù)雜運動，使得其矢量位移呈現(xiàn)出較大的變化和無序性；這種差異可以作為區(qū)分火災(zāi)煙塵回波和氣象回波的重要特征之一。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，其特征在于，提取ET差分無序性特征的具體方法如下：在之前已經(jīng)得到兩兩時刻的ET差分，即一個長度為2的窗口滑動式的去提取ET差分，將窗口提取的兩個相鄰時刻的ET差分分別作為參考圖像A和目標(biāo)圖像B;使用光流法計算參考圖像A、目標(biāo)圖像B的矢量場；得到矢量場后，定義一個15×15的網(wǎng)格矩陣，從左向右從上到下逐步遍歷矢量場；對于被網(wǎng)格矩陣框選到的矢量場區(qū)域，單獨計算矢量場區(qū)域內(nèi)矢量數(shù)據(jù)的方差δ2,若δ2大于50則判斷該矢量場區(qū)域為ET差分無序區(qū)。4一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及火災(zāi)識別及預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，更具體的是涉及一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002]火災(zāi)是一種突發(fā)性強、破壞性大的災(zāi)害，對人們的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。然而，目前現(xiàn)有的火災(zāi)檢測技術(shù)和設(shè)備包括激光煙霧探測器、溫度傳感器、感光探測器等在實際應(yīng)用中仍存在諸多缺點和局限性。[0003]激光煙霧探測器探測范圍小，對于森林火災(zāi)、大型城市火災(zāi)等大尺度火災(zāi)場景，往往難以及時察覺，導(dǎo)致早期預(yù)警滯后，錯失最佳滅火時機。在森林火災(zāi)中，煙霧擴散范圍廣且受地形、風(fēng)向影響大，激光煙霧探測器只能覆蓋有限區(qū)域，易使火勢蔓延成災(zāi)才被發(fā)現(xiàn)。監(jiān)測火災(zāi)初期煙霧情況。[0004]溫度傳感器受氣溫波動影響，其讀數(shù)準(zhǔn)確性大打折扣。在寒冷環(huán)境中，低溫可能導(dǎo)致傳感器靈敏度下降，對火災(zāi)初期溫度變化不敏感；而在高溫環(huán)境下，傳感器可能因過熱產(chǎn)生誤差，誤判正常溫度變化為火災(zāi)信號，引發(fā)誤報。此外，溫度傳感器通常需要火災(zāi)發(fā)展到一定階段，溫度顯著升高才能觸發(fā)報警，難以在火災(zāi)萌芽階段及時響應(yīng)。[0005]感光探測器對光線變化極為敏感，稍有光線明暗起伏，便容易出現(xiàn)誤判。在強光照射下，如夏日陽光直射或大型燈光照射，感光探測器可能誤將光源變化當(dāng)作火焰閃爍，導(dǎo)致誤報；而在光線昏暗的夜晚或黑暗環(huán)境中，其對微弱火焰信號的識別能力受限，可能出現(xiàn)漏報。這種不穩(wěn)定性使其在不同光照條件下可靠性[0006]鑒于這些上述傳感器或探測器技術(shù)瓶頸，現(xiàn)有設(shè)備在實際應(yīng)用中捉襟見肘。因此，需要一種能實現(xiàn)大范圍檢測、全天候、不易受溫度光線等外界因素干擾的火災(zāi)檢測方法。發(fā)明內(nèi)容[0007]本發(fā)明的目的在于：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法。[0008]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的具體采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明提供一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，包括如下步驟：步驟S1、將天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)；步驟S2、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：步驟S1輸入的天氣雷達體掃數(shù)據(jù)中存在地物回波，地物回波會干擾后續(xù)對煙塵回波的處理，使用模糊邏輯的方法濾除地物回波；步驟S3、回波圖像處理：天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)類型為多仰角、多徑向及多距離庫的形式；先基于天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)計算組合反射率，然后基于組合反射率做回波圖像處理，剔除掉連通性差雜波，將煙塵回波從所有回波中提取出來；對煙塵回波做膨5煙羽流是由于燃燒產(chǎn)生的浮力形成的向上湍流，通常包括下部的燃燒區(qū)域；隨著煙氣的上升，煙羽流會變寬；而煙羽流的這種特征體現(xiàn)在回波圖像上為呈窄帶、長條狀的煙塵回波；針對每個連通塊提出長寬比和緊湊性兩個特征量；對于長寬比和緊湊性分別設(shè)置閾值，當(dāng)某一連通塊的長寬比和緊湊性同時滿足這兩個閾值時，則將其標(biāo)記為一類目標(biāo)；如果僅通過連通塊的長寬比和緊湊性特征，會造成較多的誤判；因此基于圖像使用霍夫直線檢測，將直線檢測結(jié)果標(biāo)記為二類目標(biāo)；對于每個一類目標(biāo)，判斷其與二類目標(biāo)的相交程度，設(shè)定一個相交閾值，當(dāng)二者相交程度超過設(shè)定的相交閾值時，則初步認(rèn)定該目標(biāo)為初步火災(zāi)目標(biāo)；在初步火災(zāi)目標(biāo)中，已經(jīng)實現(xiàn)了初步定位火災(zāi)點；接下來需要對這些火災(zāi)點做進一步篩選，具體的方法是計算初步火災(zāi)目標(biāo)的回波面積的變化梯度和回波頂高變化，設(shè)置回波面積和回波頂高對應(yīng)預(yù)設(shè)條件，將不滿足預(yù)設(shè)門限的火災(zāi)點剔除；步驟S6、最終識別：若某一初步火災(zāi)目標(biāo)的回波同時滿足回波面積和兩個特征量的預(yù)設(shè)條件，則認(rèn)為該初步火災(zāi)目標(biāo)為火災(zāi)目標(biāo)。[0009]在一個實施方式中，步驟S2中，使用模糊邏輯的方法對于地物回波進行濾，模糊邏輯的方法的特征量包括回波強度的垂直變化、回波強度的局地變化、回波強度沿徑向變化以及中值濾波后的速度值。[0010]具體來說，模糊邏輯指模仿人腦的不確定性概念判斷、推理思維方式，對于模型未知或不能確定的描述系統(tǒng)，以及強非線性、大滯后的控制對象，應(yīng)用模糊集合和模糊規(guī)則進行推理，表達過渡性界限或定性知識經(jīng)驗，模擬人腦方式，實行模糊綜合判斷，推理解決常規(guī)方法難于對付的規(guī)則型模糊信息問題。模糊邏輯善于表達界限不清晰的定性知識與經(jīng)[0011]模糊邏輯(FuzzyLogic)是一種處理不確定性和模糊性信息的數(shù)學(xué)方法，它擴展了經(jīng)典二值邏輯(真/假、1/0)的范疇，允許變量在0,10,1區(qū)間內(nèi)取任意值，從而更貼近人類[0012]在一個實施方式中，步驟S3中，回波圖像處理的具體方式如下：步驟S31、拿到組合反射率圖像后，先對組合反射率圖像做膨脹腐蝕處理，膨脹腐蝕處理過程中使用卷積核為3×3的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；這樣處理的原因是，煙塵回波是由于雷達電磁波遇到空中的煙塵顆粒時發(fā)生散射，雷達接收這些散射波的后向散射信號形成的回波，因此煙塵回波往往會呈現(xiàn)出間斷不連續(xù)的特征；經(jīng)過腐蝕膨脹處理后，會更好的凸顯煙塵回波的形態(tài)；步驟S32、對經(jīng)過步驟S31膨脹腐蝕處理的煙塵回波進行連通塊提取，剔除掉連通性差雜波，從而實現(xiàn)回波分區(qū)。[0013]具體來說，連通塊提取(ConnectedComponentExtraction)是圖像處理中的一項基礎(chǔ)技術(shù)，用于識別和標(biāo)記圖像中相互連接的像素區(qū)域(連通塊)。它在二值圖像中最為常見，廣泛應(yīng)用于目標(biāo)分割、形態(tài)學(xué)分析、OCR預(yù)處理等領(lǐng)域。經(jīng)過步S31和步6波由于連通性差會被剔除掉，這將有利于識別煙塵回波。aspect_ratio=max(w,h)/min式中，h為連通塊外接矩形的長度，w為連通塊外接矩形的寬度，max(w,寬度的較大值，min(w,h)是長度和寬度的較小值；當(dāng)長寬比越大于1說明該連通塊形狀更細(xì)對于每個連通塊，緊湊性計算公式如下：compactness=(4×π×area)/(perimeter^2);湊性越小說明連通塊的形狀越細(xì)長。[0015]在一個實施方式中，步驟S4中，連通塊為一類目標(biāo)時，長寬比的閾值和緊湊性的閾值分別設(shè)置為3.47和0.26。[0016]在一個實施方式中，步驟S4中，對于每個一類目標(biāo)，判斷其與二類目標(biāo)的相交程度，具體方法如下：對每個一類目標(biāo)(即每個連通塊),求每個二類目標(biāo)(即每條直線)穿過其間的長度于連通塊對角線長度之比，若比值超過0.8,則初步認(rèn)定該目標(biāo)為火災(zāi)目標(biāo)。[0017]在一個實施方式中，步驟S5中，回波面積的具體計算方法如下：對于每個連通塊統(tǒng)計其連續(xù)時刻內(nèi)組合反射率大于5dbz的格點數(shù)，結(jié)果作為該連通塊內(nèi)回波面積；若存在回波面積連續(xù)5個時刻保持增大趨勢，并且增量超過5000,則認(rèn)為該連通塊滿足回波面積梯度變化條件。[0018]在一個實施方式中，步驟S5中，回波頂高的具體計算方法如下：對于每個連通塊，計算其每個時刻的回波頂高，然后兩兩時刻作差得到ET差分；火災(zāi)發(fā)展過程中，燃燒物顆粒在火災(zāi)中受到熱力抬升的影響，其運動軌跡呈現(xiàn)出不規(guī)則的上下翻騰狀態(tài)，該現(xiàn)象反應(yīng)到煙塵回波上特征表現(xiàn)為：ET差分在氣象回波通常具有較為穩(wěn)定的矢量位移特征，因為氣象粒子(如雨滴、冰雹等)的運動主要受到大氣環(huán)流的影響，其運動軌跡相對規(guī)則；而火災(zāi)煙塵回波的ET差分則由于燃燒物顆粒的復(fù)雜運動，使得其矢量位移呈現(xiàn)出較大的變化和無序性；這種差異可以作為區(qū)分火災(zāi)煙塵回波和氣象回波的重要特征之一。[0019]在一個實施方式中，提取ET差分無序性特征的具體方法如下：在之前已經(jīng)得到兩兩時刻的ET差分，即一個長度為2的窗口滑動式的去提取ET差分，將窗口滑動前后的兩個ET陣，從左向右從上到下逐步遍歷矢量場；對于被網(wǎng)格矩陣框選到的矢量場區(qū)域，單獨計算矢量場區(qū)域內(nèi)矢量數(shù)據(jù)的方差δ2,若δ2大于50則判斷該矢量場區(qū)域為ET差分無序區(qū)。[0020]本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明設(shè)計合理，能實現(xiàn)大范圍檢測、全天候、不易受溫度光線等外界因素干擾的大范圍檢測方面：本方案借助天氣雷達的體掃模式，可對大面積區(qū)域進行掃描監(jiān)測，能有效避免因探測范圍小而易出現(xiàn)的火災(zāi)發(fā)現(xiàn)滯后問題。無論是廣袤的森林，還是大型的城市區(qū)域，均能在較遠(yuǎn)距離外及時捕捉到火災(zāi)產(chǎn)生的煙塵回波，實現(xiàn)對大尺度火災(zāi)場景的早期預(yù)警，從而有效解決傳統(tǒng)激光煙霧探測器在大范圍火災(zāi)監(jiān)測時存在探測盲區(qū)的弊7端，為大面積區(qū)域的火災(zāi)防控提供有力支持。[0021]全天候監(jiān)測方面：基于天氣雷達的火災(zāi)檢測方法不受光線條件制約，無論是在陽光直射的白天，還是漆黑的夜晚，亦或是光線昏暗的復(fù)雜環(huán)境，均能穩(wěn)定運行，實現(xiàn)對火災(zāi)的持續(xù)監(jiān)測，有效彌補了感光探測器在不同光照條件下可靠性不足的缺陷，避免因光線變化導(dǎo)致的漏報或誤報，確保火災(zāi)監(jiān)測的穩(wěn)定性和連續(xù)性。[0022]抗干擾性強方面：采用模糊邏輯的方法濾除地物回波，以及通過膨脹腐蝕處理和連通塊提取等圖像處理手段，能夠有效去除雜波干擾，使火災(zāi)檢測不易受溫度、光線等外界因素影響。這克服了溫度傳感器受氣溫波動影響而讀數(shù)不準(zhǔn)確的問題，以及感光探測器易受光線明暗起伏干擾的不足，提升了火災(zāi)檢測的準(zhǔn)確性，減少誤報和漏報情況的發(fā)生，為火災(zāi)預(yù)警提供更為可靠的依據(jù)。[0023]精準(zhǔn)識別火災(zāi)方面：通過對連通塊的長寬比、緊湊性等特征量的計算和分析，結(jié)合霍夫直線檢測等手段，能夠?qū)σ伤苹馂?zāi)目標(biāo)進行初步篩選和判定；進一步依據(jù)回波面積的變化梯度和回波頂高的變化等物理量進行深度識別，最終精準(zhǔn)確定火災(zāi)目標(biāo)。這有效解決了傳統(tǒng)火災(zāi)檢測設(shè)備難以在火災(zāi)萌芽階段及時響應(yīng)的問題，可在火災(zāi)初期就準(zhǔn)確識別出火災(zāi)，為滅火行動爭取寶貴時間，降低火災(zāi)帶來的損失。附圖說明[0024]為了更清楚地說明本發(fā)明實施方式的技術(shù)方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單的介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。[0025]圖1是本發(fā)明一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法的流程圖。[0026]圖2是質(zhì)控前反射率示意圖。[0027]圖3是質(zhì)控后反射率示意圖。[0028]圖4是組合反射率的示意圖。[0029]圖5是連通塊提取的示意圖。[0030]圖6是一類目標(biāo)判定的示意圖。[0031]圖7是二類目標(biāo)判定的示意圖。[0032]圖8是初步識別火災(zāi)目標(biāo)的示意圖。[0033]圖9是回波面積變化曲線的示意圖。[0034]圖10是ET差分的示意圖。[0035]圖11是氣象回波ET差分光流矢量場的示意圖。[0036]圖12是煙塵回波ET差分光流矢量場的示意圖。[0037]圖13是火災(zāi)目標(biāo)最終識別的示意圖。具體實施方式[0038]為使本發(fā)明的技術(shù)問題、技術(shù)方案和技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實8施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。[0039]因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范[0040]應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。此外，術(shù)語“第[0041]實施例1如圖1所示，本實施例提供一種基于天氣雷達的火災(zāi)識別及預(yù)警方法，包括如下步步驟S1、將天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)；步驟S2、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制：步驟S1輸入的天氣雷達體掃數(shù)據(jù)中存在地物回波，地物回波會干擾后續(xù)對煙塵回波的處理，使用模糊邏輯的方法濾除地物回波；使用模糊邏輯的方法對于地物回波進行濾，模糊邏輯的方法的特征量包括回波強度的垂直變化、回波強度的局地變化、回波強度沿徑向變化以及中值濾波后的速度值，如圖2和圖3所示。[0042]具體來說，模糊邏輯指模仿人腦的不確定性概念判斷、推理思維方式，對于模型未知或不能確定的描述系統(tǒng)，以及強非線性、大滯后的控制對象，應(yīng)用模糊集合和模糊規(guī)則進行推理，表達過渡性界限或定性知識經(jīng)驗，模擬人腦方式，實行模糊綜合判斷，推理解決常規(guī)方法難于對付的規(guī)則型模糊信息問題。模糊邏輯善于表達界限不清晰的定性知識與經(jīng)[0043]模糊邏輯(FuzzyLogic)是一種處理不確定性和模糊性信息的數(shù)學(xué)方法，它擴展了經(jīng)典二值邏輯(真/假、1/0)的范疇，允許變量在0,10,1區(qū)間內(nèi)取任意值，從而更貼近人類[0044]步驟S3、回波圖像處理：天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)類型為多仰角、多徑向及多距離庫的形式；先基于天氣雷達體掃模式下的數(shù)據(jù)計算組合反射率，然后基于組合反射率做回波圖像處理，如圖4所示，剔除掉連通性差雜波，將煙塵回波從塵回波做膨脹腐蝕處理，然后進行連通塊提??；回波圖像處理的具體方式如下：步驟S31、拿到組合反射率圖像后，先對組合反射率圖像做膨脹腐蝕處理，膨脹腐蝕處理過程中使用卷積核為3×3的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；這樣處理的原因是，煙塵回波是由于雷達電磁波遇到空中的煙塵顆粒時發(fā)生散射，雷達接收這些散射波的后向散射信號形成的回波，因此煙塵回波往往會呈現(xiàn)出間斷不連續(xù)的特征；經(jīng)過腐蝕膨脹處理后，會更好的凸顯煙塵回波的形態(tài)；步驟S32、對經(jīng)過步驟S31膨脹腐蝕處理的煙塵回波進行連通塊提取，剔除掉連通性差雜波，從而實現(xiàn)回波分區(qū)。[0045]具體來說，連通塊提取(ConnectedComponentExtraction)是圖像處理中的一項基礎(chǔ)技術(shù)，用于識別和標(biāo)記圖像中相互連接的像素區(qū)域(連通塊)。它在二值圖像中最為常見，廣泛應(yīng)用于目標(biāo)分割、形態(tài)學(xué)分析、OCR預(yù)處理等領(lǐng)域。經(jīng)過步S31和步9波由于連通性差會被剔除掉，這將有利于識別煙塵回波，如圖5所示。煙羽流是由于燃燒產(chǎn)生的浮力形成的向上湍流，通常包括下部的燃燒區(qū)域；隨著煙氣的上升，煙羽流會變寬；而煙羽流的這種特征體現(xiàn)在回波圖像上為呈窄帶、長條狀的煙塵回波；針對每個連通塊提出長寬比和緊湊性兩個特征量；對于每個連通塊，長寬比計算公式如下：aspect_ratio=ma式中，h為連通塊外接矩形的長度，w為連通塊外接矩形寬度的較大值，min(w,h)是長度和寬度的較小值；當(dāng)長寬比越大于1說明該連通塊形狀更細(xì)對于每個連通塊，緊湊性計算公式如下：compactness=(4×π×area)/(perimeter^2);湊性越小說明連通塊的形狀越細(xì)長。[0047]對于長寬比和緊湊性分別設(shè)置閾值，當(dāng)某一連通塊的長寬比和緊湊性同時滿足這兩個閾值時，則將其標(biāo)記為一類目標(biāo)；連通塊為一類目標(biāo)時，長寬比的閾值和緊湊性的閾值分別設(shè)置為3.47和0.26,如圖6所示。[0048]如果僅通過連通塊的長寬比和緊湊性特征，會造成較多的誤判；因此基于圖像使用霍夫直線檢測，將直線檢測結(jié)果標(biāo)記為二類目標(biāo)，如圖7所示。[0049]對于每個一類目標(biāo)，判斷其與二類目標(biāo)的相交程度，設(shè)定一個相交閾值，當(dāng)二者相交程度超過設(shè)定的相交閾值時，則初步認(rèn)定該目標(biāo)為初步火災(zāi)目標(biāo)，具體方法如下：對每個一類目標(biāo)(即每個連通塊),求每個二類目標(biāo)(即每條直線)穿過其間的長度于連通塊對角線長度之比，若比值超過0.8,則初步認(rèn)定該目標(biāo)為火災(zāi)目標(biāo)，如圖8所示。在初步火災(zāi)目標(biāo)中，已經(jīng)實現(xiàn)了初步定位火災(zāi)點；接下來需要對這些火災(zāi)點做進一步篩選，具體的方法是計算初步火災(zāi)目標(biāo)的回波面積的變化梯度和回波頂高變化，設(shè)置回波面積和回波頂高對應(yīng)預(yù)設(shè)條件，將不滿足預(yù)設(shè)門限的火災(zāi)點剔除；回波面積的具體計算方法如下：組合反射率是指在雷達的探測范圍內(nèi)，某一特定位置在所有仰角上的反射率因子的最大值。對于每個連通塊統(tǒng)計其連續(xù)時刻內(nèi)組合反射率大于5dbz的格點數(shù)，結(jié)果作為該連通塊內(nèi)回波面積；若存在回波面積連續(xù)5個時刻保持增大趨勢，并且增量超過5000,則認(rèn)為該連通塊滿足回波面積梯度變化條件，如圖9所示。[0051]回波頂高的具體計算方法如下：對于每個連通塊，計算其每個時刻的回波頂高，然后兩兩時刻作差得到ET差分；火災(zāi)發(fā)展過程中，燃燒物顆粒在火災(zāi)中受到熱力抬升的影響，其運動軌跡呈現(xiàn)出不規(guī)則的上下翻騰狀態(tài)，該現(xiàn)象反應(yīng)到煙塵回波上特征表現(xiàn)為：ET差分在氣象回波通常具有較為穩(wěn)定的矢量位移特征，因為氣象粒子(如雨滴、冰雹等)的運動主要受到大氣環(huán)流的影響，其運動軌跡相對規(guī)則；而火災(zāi)煙塵回波的ET差分則由于燃燒物顆粒的復(fù)雜運動，使得其矢量位移呈現(xiàn)出較大的變化和無序性；這種差異可以作為區(qū)分火災(zāi)煙塵回波和氣象回波的重要特征[0052]提取ET差分無序性特征的具體方法如下：在之前已經(jīng)得到兩兩時刻的ET差分，即一個長度為2的窗口滑動式的去提取ET差分，將窗口提取的兩個相鄰時刻的ET差分分別作為參考圖像A和目標(biāo)圖像B;使用光流法計算參考圖像A、目標(biāo)圖像B的矢量場；得到矢量場后，定義一個15×15的網(wǎng)格矩陣，從左向右從上到下逐步遍歷矢量場；對于被網(wǎng)格矩陣框選到的矢量場區(qū)域，單獨計算矢量場區(qū)域內(nèi)矢量數(shù)據(jù)的方差δ2,若δ2大于50則判斷該矢量場區(qū)域為ET差分無序區(qū)，如圖11和圖12。[0053]步驟S6、最終識別：若某一初步火災(zāi)目標(biāo)的回波同時滿足回波面積和兩個特征量的預(yù)設(shè)條件，則認(rèn)為該初步火災(zāi)目標(biāo)為