[發明專利]一種探測野外森林及草原火災的遙感探測系統及方法

在審

• 申請號: 202110474755.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113281773A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 狄慧鴿;華燈鑫;閆慶;李仕春;辛文輝;劉晶晶;徐翔
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01N21/65
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 燕肇琪

本發明公開了一種探測野外森林及草原火災的遙感探測系統，包括發射系統、接收系統、光譜分析系統和數據采集處理器；發射系統包括激光器；接收系統包括望遠鏡，光譜分析系統包括依次在望遠鏡發出光束的光路設置的準直鏡、分色鏡；分色鏡的透射光路上依次設置有第一窄帶濾波器、第一匯聚鏡；第一匯聚鏡將光匯聚到第一探測器上；分色鏡的反射光路上依次設置有第二窄帶濾波器、第二匯聚鏡；第二匯聚鏡將光匯聚到第二探測器上；第一光電探測器、第二光電探測器均與數據采集處理器信號連接。本發明還公開了一種探測野外森林及草原火災的遙感探測方法。具有探測靈敏度高和探測范圍較大的特點。

技術領域

本發明屬于遙感監測及火災探測技術領域，涉及一種探測野外森林及草原火災的遙感探測系統，還涉及一種探測野外森林及草原火災的遙感探測方法。

背景技術

近幾十年來，森林或草原火災發生的頻率日益激增。大多數的森林火災是在人為因素與自然因素的協同作用下失去控制的燃燒，森林中的各類物種在這些森林火災中遭到無情的吞嗤，地球生態系統的平衡和穩定遭遇到巨大的挑戰，燃燒過程中產生大量的煙塵，對大氣環境造成危害，影響當地的氣候甚至對人類的生存環境構成巨大的威脅，給國家和人民的生命財產造成重大的損失，所以，采取必要的措施和手段來預測和發現森林火災，并進一步抑制森林火災的發生或者將其消滅在萌芽階段是我們開展森林防火工作所面臨的一項艱巨而又十分重要的任務。林火監測是森林防火工作中的重要內容，進行森林及草原火災監測是保護森林資源的核心。火災探測是火災防治工作中的非常重要的環節。

在我國過去很長一段時間以來林火監測主要是瞭望臺的方式，隨著科技水平的提高，我國的林業資源安防技術逐漸從傳統的人工朝著智能化方向發展，但是當前也存在著一些局限性問題亟待解決。激光雷達是一種主動遙感儀器，具有探測范圍廣和高時空分辨率的優點，已經被廣泛應用在星載、機載及地基平臺上并用于大氣環境、森林植被覆蓋及地形地貌的探測中，其在探測范圍、空間分辨率和實時監測等方面具有重要優勢。近些年隨著激光雷達技術的快速發展，激光雷達已經走出實驗室，應用于大氣環境的野外觀測研究中。目前激光雷達在環境領域的監測應用較多，可以實現大覆蓋范圍的霧霾垂直分布及水平分布的探測。除了霧霾，激光雷達還可以實現火災煙霧識別與探測。

發明內容

本發明的第一目的是提供一種探測野外森林及草原火災的遙感探測系統，具有探測靈敏度高和探測范圍較大的特點。

本發明的第二目的是提供一種探測野外森林及草原火災的遙感探測方法。

本發明所采用的技術方案是，一種探測野外森林及草原火災的遙感探測系統，包括發射系統、接收系統、光譜分析系統和數據采集處理器；

發射系統包括激光器；

接收系統包括望遠鏡，望遠鏡用于接收激光器發射出激光經大氣散射后的散射光，并將其匯聚后發出，望遠鏡的光軸與激光器發射出的激光光軸平行，望遠鏡包括機械遮光套筒,機械遮光套筒的一端配設有主鏡，機械遮光套筒的另一端配設有次鏡，次鏡的外面有施密特矯正鏡；

光譜分析系統包括依次在望遠鏡發出光束的光路設置的準直鏡、分色鏡；分色鏡的透射光路上依次設置有第一窄帶濾波器、第一匯聚鏡；第一匯聚鏡將光匯聚到第一探測器上；分色鏡的反射光路上依次設置有第二窄帶濾波器、第二匯聚鏡；第二匯聚鏡將光匯聚到第二探測器上；

第一光電探測器、第二光電探測器均與數據采集處理器信號連接。

本發明的特點還在于：

準直鏡為口徑25.4mm，焦距為50mm的球面鏡。

望遠鏡為對稱型反射式望遠鏡。

一種探測野外森林及草原火災的遙感探測方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、將激光雷達放置于空曠且周圍無阻擋的高地上，使激光雷達發射出激光對周圍大氣進行掃描探測；