损毁森林的三大灾害:火灾、病害、虫害。其中森林火灾的危害是最严重的,不但损毁宝贵的林业资源,导致大量的动植物灭亡,甚至引起森林局部小气候的变化,进而导致自然界的平衡遭到破坏。世界各国对于早期森林火灾监控与探测的研究相当重视。大自然中存在的物体都拥有分形特性。现今,越来越多的学者把研究的方向转向了基于简单分形理论的图像型火灾检测。由于它不仅继承了图像型火灾检测的非接触性检测的优点,同时也利用火焰与烟雾的分形特性进行火灾图像的分割,成为国内外火灾检测领域最新关注的热点。本文利用局部分形维数对林火图像中烟雾与火焰进行描述,提出了三种林火图像分割的算法。具体研究工作如下:第一,提出一种基于四棱锥模型计算林火图像局部分形维数的烟雾分割算法。本分割算法对计算图像局部分形维数的三角棱柱模型作出改进,将其改进成四棱锥。采用四棱锥模型对林火图像进行局部分形维数的计算,来分割林火图像中的烟雾。第二,提出了一种基于YCbCr和四棱柱局部分形维数的林火图像火焰分割算法。本算法将计算分形维数的模型从四棱锥改进到四棱柱,同时将RGB林火图像转换到YCbCr空间进行分割。该算法的优点在于保证分割精度的同时,降低了计算量,同时也降低了背景因素对于分割结果的影响。第三,提出一种基于RGB和四棱柱局部分形维数的林火图像火焰分割算法。本算法先提取林火图像的R、G、B三通道分量,然后对每一个分量图采用四棱柱模型计算局部分形维数,完成对分量图的分割。最后将三个分量的结果进行相加运算,得到最终的分割结果。最后,本文对三种分割算法进行仿真实验以及对比分析三种算法的优缺点,从而为未来森林火灾图像分割新方法的研究奠定了基础。