一種輸電線路走廊環境火險等級評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及輸電線路運行維護技術領域，具體是一種輸電線路走廊環境火險等級 評估方法。
【背景技術】
[0002] 輸電線路走廊區域所發生的火災不僅對所覆蓋區域的生態環境造成危害，還容易 導致輸電線路跳閘，給電力供應的生產運維帶來重大的經濟損失。從電網運行安全的角度 而言，為了避免線路跳閘造成的損失，通常需要將輸電線路設計為環路，以保證供電的安 全。但是，我國目前的能源格局為水電、煤炭都在西北部，而經濟發達地區都在東南部，這就 導致了電力輸送的極度不平衡，使得輸電線路安全運行尤為重要。
[0003] 作為科學防災的重要方法之一，輸電線路走廊區域火險等級評估可以為電力部門 防范山火提供科學有效的決策依據。目前這方面的研究還較缺乏，主要的山火等級劃分方 法主要由林業部門，農業部門等提出用于森林、草原的火險劃分，指導高風險時段的火災防 控。
[0004] -般而言，森林火災的發生及發展的過程較為復雜，涉及諸多因素的影響，包括地 形條件、天氣環境、植被生長狀態以及人類活動情況等。在輸電線路走廊區域中，地形條件、 氣象環境和植被狀態影響程度最為直接。為了實現大范圍評估輸電線路走廊山火燃燒的可 能性，只有衛星遙感技術才能實現廣域電網輸電線路的全覆蓋。
[0005] 針對現有的林火風險評估技術主要用于森林火險、草原火險等，并未針對輸電線 路走廊植被覆蓋區的林地、灌木、草地火險做相應評估與分析。輸電走廊植被覆蓋區的火險 評估與森林火險、草原火險存在較大的原理和機制上差異，其中最重要的差別在于輸電走 廊內較小的火情就可以導致輸電線路的跳閘，引起停電事故，給輸電企業和電力用戶帶來 巨大損失。而這其中的事故原因90%以上是由人為的縱火引起的，自然、雷擊導致的火險事 故非常少見。因此，輸電走廊火險等級的分析和評估不能簡單的照搬森林火險標準、草原火 險標準。
【發明內容】
[0006] 本發明提供一種輸電線路走廊環境火險等級評估方法，該方法通過多種衛星遙感 數據、地面氣象站的實時氣象要素監測數據、地表植被覆蓋信息等聯合求解輸電走廊附近 的林地火險等級，為不同季節，不同區域的輸電走廊區域安全防火監測提供量化的參數指 導。
[0007] -種輸電線路走廊環境火險等級評估方法，包括如下步驟：
[0008] 步驟一、利用輸電線路桿塔坐標生成輸電線路緩沖區矢量文件；
[0009] 步驟二、利用輸電線路緩沖區矢量文件與地表覆蓋分類數據進行矢量疊加計算， 獲取輸電線路走廊緩沖區內植被分類數據圖；
[0010] 步驟三、針對植被分類數據進行不同的加權測算，將林地類型分為密林、稀疏林和 灌木林，根據覆蓋地表的林地密集程度，計算出輸電走廊植被林地覆蓋比率V:
[0011] V =某區域內植被面積/該區域面積；
[0012] 步驟四、計算降雨量對火險等級的影響因子R:首先利用省級氣象站獲取的每日降 雨量數據，得到輸電走廊覆蓋區域的降雨量平距百分比Pa，降雨量平距百分比Pa的計算公 式為：
[0013]
[0014] 式中：P為某時段降水量，？為計算時段同期氣候平均降水量，降雨量對火險等級 的影響因子R= 1-Pa
[0015] 步驟五、利用M0DIS衛星每日過境的數據計算溫度植被干旱指數TVDI，對溫度植被 干旱指數TVDI進行歸一化處理得到TVDI指數對火險等級的影響因子M;
[0016] 步驟六、對輸電線路緩沖區的地形加權的得到地形對火險等級的影響因子T;
[0017] 步驟七、輸電線路緩沖區火險因子加權及火險等級評估:利用前面各個步驟計算 的各個因素，將多個火險因子融合和疊加，評估輸電線路走廊火險等級。
[0018] 輸電走廊緩沖區的火險等級F的計算公式如下：
[0019] F = V.T.R.M〇
[0020] 進一步的，所述步驟五具體為:利用歸一化植被指數NDVI和陸地表面溫度LST構建 NDVI-TS特征空間，得到溫度植被干旱指數TVDI模型，計算不同時間不同氣候區各像元的 TVDI，對溫度植被干旱指數TVDI進行歸一化處理得到對火險等級的影響因子Μ。
[0021] 本發明有益效果：
[0022] 本發明基于植被分布和準實時衛星遙感監測開展輸電線路走廊環境火險等級的 動態評估方法，能更加準確地評價輸電線路走廊林地覆蓋區的山火發生概率及火險等級， 另外能指導輸電線路附近植被砍伐規劃等工作，避免線路跳閘，保障輸電線路的正常工作。
【附圖說明】
[0023]圖1為歸一化植被指數NDVI計算方法及數據流程圖；
[0024]圖2為溫度溫度植被干旱指數TVDI計算方法及數據流程圖；
[0025]圖3為用降雨距平百分比計算得到某日氣象干旱分布圖；
[0026]圖4為湖北省某日TVDI指數分布圖；
[0027]圖5為湖北地區地形示意圖；
[0028] 圖6為湖北地區林地可燃性等級分布圖；
[0029] 圖7為某地融合多種因素后的輸電走廊緩沖區火險等級評估結果；
[0030] 圖8湖北東南部地區輸電線路一季度歷史火點分布圖；
[0031] 圖9湖北東南部地區輸電線路一季度歷史跳閘點分布圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面將結合具體實施例，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0033] 本發明實施例提供一種輸電線路走廊環境火險等級評估方法，包括如下步驟：
[0034] -種輸電線路走廊環境火險等級評估方法，包括如下步驟：
[0035] 步驟一、利用輸電線路桿塔坐標生成正負lkm輸電線路緩沖區矢量文件；
[0036] 步驟二、利用輸電線路緩沖區矢量文件與地表覆蓋分類數據進行矢量疊加計算， 獲取輸電線路走廊緩沖區內植被分類數據圖；具體的，可利用全球覆蓋的30m分辨率地表覆 蓋數據，與輸電線路緩沖區疊加計算，獲取輸電線路走廊緩沖區內植被分類數據圖。一般情 況下，受制于光學衛星影像較低的分辨率，針對地表覆蓋數據并未區分密林、稀疏林、灌木 林，在這種情況下可以用統一的權重來代替。但是對于廣泛獲取的高分辨率光學衛星，可以 區分不同類型的林地，不同類型林地對輸電線路走廊火險等級的影響不同，可以根據林地 種類進一步細化相應權重。
[0037] 步驟三、針對植被分類數據進行不同的加權測算，從輸電線路走廊近年來山火跳 閘的分布情況來看，密林區火險等級低，稀疏林和灌木區的火險等級高。根據覆蓋地表的林 地密集程度，計算出單位面積下植被所占的百分比，即
[0038] 輸電走廊植被林地覆蓋比率V =某區域內植被面積/該區域面積； （1)
[0039]步驟四、計算降雨量對火險等級的影響因子R:首先利用省級氣象站獲取的每日降 雨量數據，分析輸電走廊覆蓋區域的降雨量平距百分比Pa。降雨量平距百分比是表征某時 段降水量異常的方法之一，能直觀反應降水異常引起的干旱，在我國氣象日常業務中經常 使用，多用于評估日月、季、年發生的干旱事件。降雨量平距百分比Pa的計算公式為：
[0040] r 、 (2)
[0041] 式中:P為某時段降水量，;^為計算時段同期氣候平均降水量。
[0042] 根據降雨與山火發生情況的經驗，降雨量平距百分比和山火發生的風險呈反比， 為了方便后續計算，將計算得到的降雨量平距百分比歸一化使得Pa的值在0~1之間，則降 雨量對火險等級的影響因子R= 1-Pa。
[0043]步驟五、利用M0DIS衛星每日過境的數據計算生成歸一化植被指數(NDVI)，然后利 用歸一化植被指數（NDVI)指數生成溫度植被干旱指數（TVDI)，再將溫度植被干旱指數 (TVDI)歸一化處理得到TVDI指數對火險等級的影響因子Μ。
[0044]溫度植被干旱指數（TVDI)表示植被及土壤干旱程度，由于是衛星實際監測的結 果，其可信度較高，空間分辨率也較氣象站監測結果高很多。
[0045]歸一化植被指數(NDVI)是迄今為止應用最廣的一個植被指數。很多衛星遙感數據 都提供了計算這個指數所需的通道信息，以M0DIS為例，計算式為：
[0046] NDVI = (p2-p1)/(p2+p1) (3)
[0047] 其中pi為第一波段(紅波段）的反射率，P2是第二波段(近紅外波段）的反射率。它 可以反映植被的長勢，可以間接反映旱情，本發明NDVI合成技術路線如圖1所示。在計算 NDVI指數之前需要對M0DIS數據進行預處理，即依次進行波段挑取、輻射定標、幾何校正、去 蝴蝶結效應、云掩膜、裁剪，然后利用預處理后