[发明专利]矿区煤火的监测方法和装置及数据处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及勘测领域，具体而言，涉及一种矿区煤火的监测方法和装置及数据处理设备。

背景技术

矿区煤火是由煤层燃烧形成的，现有的矿区煤火的监测方法是通过遥感、钻探、物探、实地调查相结合的方法来圈定煤火分布区，判断煤火燃烧中心，高光谱热红外数据波段数偏少，空间分辨率偏低，日间遥感数据受大气反射干扰影响大。特别是建筑物与煤田火区温度都较高，在热红外遥感影像中难以区分。

针对现有技术中矿区煤火的监测方法精确度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种矿区煤火的监测方法和装置及数据处理设备，以至少解决现有技术中矿区煤火的监测方法精确度较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种矿区煤火的监测方法。

根据本发明的矿区煤火的监测方法包括：获取目标区域的热红外影像；获取与热红外影像中的DN值信息对应的温度信息；获取与温度信息对应的发射率信息；根据温度信息确定目标区域中的第一范围；以及根据发射率信息在第一范围中确定煤火范围。

进一步地，获取与热红外影像中的DN值信息对应的温度信息包括：获取与DN值信息对应的辐射亮度信息；以及获取与辐射亮度信息对应的温度信息。

进一步地，获取DN值信息对应的辐射亮度信息包括：对热红外影像进行辐射校正以获取DN值信息和辐射亮度信息的对应关系；以及根据对应关系获取与DN值信息对应的辐射亮度信息。

进一步地，获取与辐射亮度信息对应的温度信息包括：通过发射率归一化算法获取与辐射亮度信息对应的温度信息。

进一步地，通过发射率归一化算法获取与辐射亮度信息对应的温度信息包括：根据以下公式获取与辐射亮度信息对应的温度信息：T′＝max(T_λ)，其中，T为绝对温度，T′为反演之后的温度值，R为测定的实际辐射亮度值，c₁＝3.74×10^-16Wm²，c₂＝1.44×10⁴μm K，ε_max为给定的发射率最大值，λ为波长。

进一步地，获取与温度信息对应的发射率信息包括：根据以下公式获取与温度信息对应的发射率信息：其中，B为黑体辐射亮度值，λ为波长，h为普朗克常数，h＝6.63×10^-34Ws²，c为光速，c＝2.99×10⁸ms^-1，k为玻尔兹曼常数，k＝1.38×10^-23WsK^-1，R为测定的实际辐射亮度值，ε为发射率。

进一步地，根据温度信息确定目标区域中的第一范围包括：获取煤火温度对应的温度区间；以及获取热红外影像中温度区间对应的第一范围，根据发射率信息在第一范围中确定煤火范围包括：获取煤火的发射率信息；通过煤火的发射率信息确定第一范围中的煤火范围，其中，第一范围中与煤火的发射率相同的位置在煤火范围之内。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种矿区煤火的监测装置，该装置用于执行本发明提供的任意一种矿区煤火的监测方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种矿区煤火的监测装置。该矿区煤火的监测装置包括：第一获取单元，用于获取目标区域的热红外影像；第二获取单元，用于获取与热红外影像中的DN值信息对应的温度信息；第三获取单元，用于获取与温度信息对应的发射率信息；第一确定单元，用于根据温度信息确定目标区域中的第一范围；以及第二确定单元，用于根据发射率信息在第一范围中确定煤火范围。

进一步地，第二获取单元包括：第一获取子单元，用于获取与DN值信息对应的辐射亮度信息；以及第二获取子单元，用于获取与辐射亮度信息对应的温度信息。

进一步地，第一获取子单元包括：第一获取模块，用于对热红外影像进行辐射校正以获取DN值信息和辐射亮度信息的对应关系；以及第二获取模块，用于根据对应关系获取与DN值信息对应的辐射亮度信息。

进一步地，第二获取子单元还用于通过发射率归一化算法获取与辐射亮度信息对应的温度信息。