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    山火蔓延趨勢的預測方法、裝置、設備及存儲介質制造方法及圖紙
    
                            
    技術編號：44498258 閱讀：6 留言：0更新日期：2025-03-04 18:06
    
                        
    
                        
    
                            
                            本發明專利技術實施例公開了一種山火蔓延趨勢的預測方法、裝置、設備及存儲介質，該方法包括獲取目標地區預處理后的地形地貌數據、氣象數據；從中提取與火災蔓延相關的特征信息，并且構建初始的特征集合；通過特征重要性評估方法對其進行評估，識別對火災蔓延具有重要影響的特征信息，并且將獲得處理好的數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集，對構建的火災蔓延的S變換數學模型訓練；基于待檢測的目標地區的地形地貌數據、氣象數據，通過訓練后的S變換數學模型預測獲得火災蔓延的路徑和速度。該方案，在電網領域具有重要的應用前景，能夠提高電網山火防控的預警能力，降低火災對輸電線路的損害，確保電網運行的穩定和安全。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現步驟摘要】
    
                                
    本專利技術涉及輸電線路山火監測，具體涉及山火蔓延趨勢的預測方法、裝置、設備及存儲介質。

    技術介紹
    1、山火對輸電線路的破壞可能導致電力系統的中斷和故障，給電網運行和維護帶來巨大挑戰。傳統的火災蔓延趨勢模型大多忽視了地形和氣象條件對火災蔓延的影響，在山區、森林等地形復雜地區尤為突出。因此，開發一種基于地形和氣象條件的火災蔓延趨勢模型并將其應用于電網領域具有重要意義。
    2、當前，電網監控和運維主要依賴于人工巡檢和傳感器監測，缺乏有效的火災預警系統。而基于地形和氣象條件的火災蔓延趨勢模型可以結合地理信息系統(gis)和氣象預測技術，對火災蔓延進行準確預測，為電網部署防火資源和制定應急措施提供科學依據。
    3、另外，隨著電網智能化技術的發展，數據分析技術在電網監測與預警中的應用日益廣泛。基于s變換的火災蔓延模型結合了地形地貌和氣象數據的分析，與電網監控系統集成，實現對火災蔓延的實時監測和預警，為電網運行安全提供保障。綜上所述，基于地形和氣象條件的火災蔓延方向模型在電網領域具有重要的應用前景，該模型提高電網山火防控的預警能力，降低火災對輸電線路的損害，確保電網運行的穩定和安全。

    技術實現思路
    1、基于此，有必要針對上述問題，提出一種山火蔓延趨勢的預測方法、裝置、設備及存儲介質。
    2、為實現上述目的，本申請第一方面提供一種山火蔓延趨勢的預測方法，所述方法包括：
    3、獲取目標地區的地形地貌數據，所述地形地貌數據包括地形高程、植被覆蓋情況、地形坡度；</p>
    4、獲取目標地區的氣象數據；
    5、對所述地形地貌數據、氣象數據進行預處理，獲得預處理后的地形地貌數據、氣象數據；
    6、從所述預處理后的地形地貌數據、氣象數據中提取與火災蔓延相關的特征信息，并且構建初始的特征集合；
    7、通過特征重要性評估方法對所述初始的特征集合進行評估，識別對火災蔓延具有重要影響的特征信息，并且獲得處理好的數據集；
    8、將所述處理好的數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集；
    9、構建火災蔓延的s變換數學模型；
    10、通過所述訓練集、驗證集和測試集完成所述s變換數學模型的訓練；
    11、基于待檢測的目標地區的地形地貌數據、氣象數據，通過訓練后的s變換數學模型預測獲得火災蔓延的路徑和速度。
    12、在一些實施方式中，所述基于待檢測的目標地區的地形地貌數據、氣象數據，通過訓練后的s變換數學模型預測獲得火災蔓延的路徑和速度，之后，該方法還包括：
    13、根據所述火災蔓延的路徑和速度確定蔓延控制策略。
    14、在一些實施方式中，所述對所述地形地貌數據、氣象數據進行預處理，獲得預處理后的地形地貌數據、氣象數據，具體包括：
    15、將所述地形地貌數據、氣象數據進行整合，并進行格式轉換；
    16、對整合后的數據進行去噪聲、異常值、錯誤數據處理，包括檢測和修復數據中的缺失值、處理重復數據，將清洗后的數據轉換為如csv、json、xml或數組矩陣統一格式。
    17、在一些實施方式中，所述構建火災蔓延的s變換數學模型，具體包括：
    18、在gis環境中使用s變換機器學習算法，構建火災蔓延模型；
    19、通過s變換算法處理所述目標地區的地形地貌數據和氣象數據，得到關于時間、頻率的二維矩陣；
    20、將所述關于時間、頻率的二維矩陣的每列相加，得到僅與頻率相關的能量譜圖；
    21、將歷史的地形地貌數據及其蔓延趨勢進行s變換處理，得到能量譜數據庫；
    22、通過s變換對其能譜圖分析后與s變換數學模型進行對比，選擇相似度最高的模型確定蔓延趨勢。
    23、在一些實施方式中，所述通過所述訓練集、驗證集和測試集完成s變換數學模型的訓練，具體包括：將傅里葉正變換為：
    24、
    25、對時間序列h(t)加上窗函數g(t)，譜變為：
    26、
    27、對于s變換，定義窗函數：
    28、
    29、對高斯窗函數進行伸縮與平移，得到s變換的公式：
    30、
    31、將s變換后的二維矩陣相同時間列相加，得到數據下對應頻譜圖。
    32、在一些實施方式中，所述根據所述火災蔓延的路徑和速度確定蔓延控制策略，具體包括：
    33、對火災蔓延的路徑上可能受到影響的區域進行風險評估，包括評估區域的人口密度、自然資源情況、基礎設施，以確定火災蔓延對區域造成的潛在風險程度；
    34、根據潛在風險程度將受影響區域劃分為不同的應急響應區域；
    35、根據所述火災蔓延的路徑和速度和潛在風險程度，制定應急響應區域的蔓延控制策略；所述蔓延控制策略包括確定撤離區域、封鎖區域、緊急避難區域。
    36、在一些實施方式中，所述氣象數據包括溫度、濕度、風速、風向.所述地形地貌數據包括高程、坡度、坡向。
    37、為實現上述目的，本申請第二方面提供一種山火蔓延趨勢的預測裝置，所述裝置包括：
    38、第一獲取模塊，用于獲取目標地區的地形地貌數據，所述地形地貌數據包括地形高程、植被覆蓋情況、地形坡度；
    39、第二獲取模塊，獲取目標地區的氣象數據；
    40、預處理模塊，用于對所述地形地貌數據、氣象數據進行預處理，獲得預處理后的地形地貌數據、氣象數據；
    41、特征提取模塊，用于從所述預處理后的地形地貌數據、氣象數據中提取與火災蔓延相關的特征信息，并且構建初始的特征集合；
    42、評估模塊，用于通過特征重要性評估方法對所述初始的特征集合進行評估，識別對火災蔓延具有重要影響的特征信息，并且獲得處理好的數據集；
    43、數據集模塊，用于將所述處理好的數據集劃分為訓練集、驗證集和測試集；
    44、模型構建模塊，用于構建火災蔓延的s變換數學模型；
    45、模型訓練模塊，用于通過所述訓練集、驗證集和測試集完成所述s變換數學模型的訓練；
    46、火災蔓延模塊，用于基于待檢測的目標地區的地形地貌數據、氣象數據，通過訓練后的s變換數學模型預測獲得火災蔓延的路徑和速度。
    47、為實現上述目的，本申請第三方面提供一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如下步驟：
    48、獲取目標地區的地形地貌數據，所述地形地貌數據包括地形高程、植被覆蓋情況、地形坡度；
    49、獲取目標地區的氣象數據；
    50、對所述地形地貌數據、氣象數據進行預處理，獲得預處理后的地形地貌數據、氣象數據；
    51、從所述預處理后的地形地貌數據、氣象數據中提取與火災蔓延相關的特征信息，并且構建初始的特征集合；
    52、通過特征重要性評估方法對所述初始的特征集合進行評估，識別對火災蔓延具有重要影響的特征信息本文檔來自技高網...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，該方法包括：
    2.根據權利要求1所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述基于待檢測的目標地區的地形地貌數據、氣象數據，通過訓練后的S變換數學模型預測獲得火災蔓延的路徑和速度，之后，該方法還包括：
    3.根據權利要求2所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述對所述地形地貌數據、氣象數據進行預處理，獲得預處理后的地形地貌數據、氣象數據，具體包括：
    4.根據權利要求3所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述構建火災蔓延的S變換數學模型，具體包括：
    5.根據權利要求4所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述通過所述訓練集、驗證集和測試集完成S變換數學模型的訓練，具體包括：
    6.根據權利要求5所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述根據所述火災蔓延的路徑和速度確定蔓延控制策略，具體包括：
    7.根據權利要求6所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述氣象數據包括溫度、濕度、風速、風向.所述地形地貌數據包括高程、坡度、坡向。
    8.一種山火蔓延趨勢的預測裝置，其特征在于，所述裝置包括：
    9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1至7中任一項所述方法的步驟。
    10.一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時，使得所述處理器執行如權利要求1至7中任一項所述方法的步驟。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，該方法包括：
    2.根據權利要求1所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述基于待檢測的目標地區的地形地貌數據、氣象數據，通過訓練后的s變換數學模型預測獲得火災蔓延的路徑和速度，之后，該方法還包括：
    3.根據權利要求2所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述對所述地形地貌數據、氣象數據進行預處理，獲得預處理后的地形地貌數據、氣象數據，具體包括：
    4.根據權利要求3所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述構建火災蔓延的s變換數學模型，具體包括：
    5.根據權利要求4所述的山火蔓延趨勢的預測方法，其特征在于，所述通過所述訓練集、驗證集和測試集完成s變換數學模型的訓練，具體包括：...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發人員：劉太文，周仿榮，彭慶軍，鄒德旭，龍云峰，楊澤文，馬御棠，
    
        申請(專利權)人：云南電網有限責任公司電力科學研究院，
    
        類型：發明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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