[发明专利]煤田火区的监测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探领域，具体而言，涉及一种煤田火区的监测方法和装置。

背景技术

中国北方地区煤炭资源十分丰富，是主要的煤炭开发与综合利用基地。由于大部分煤田的煤层厚、赋存浅，并且处于干旱和半干旱环境中，因此煤层极易氧化自燃，进而形成大面积煤田火区和矿井火。另外，煤田的大规模开发，使煤层大面积裸露，更加速了煤田火区的蔓延，这不仅直接破坏了煤炭资源，而且还间接造成了数十倍的待滞资源的不能开发，进而直接危害了煤矿的安全生产。目前，地下煤田火区已经成为涉及资源保护、生态环境、人口及经济发展的全局性的问题。

例如，煤层燃烧时释放大量有害气体会引发地面沉降、饮用水污染和动植物群落破坏等一系列生态环境问题。

为消除煤田自燃的发生和发展，在相关技术中，对于煤田火区的监测，一般采用钻孔测温和气体分析方案，或者采用地面光谱监测方案，或者采用单波段热红外遥感影像方案，但是上述方案技术单一，对于煤田火区的轮廓的监测准确度不高，进而无法很好的指导灭火工程的实施。

例如，钻孔测温和气体分析方案只能监测到一些离散的煤田火区点，而这些离散的煤田火区点不能准确地反映整个煤田火区即位置。

针对相关技术中不能准确地监测煤田火区的位置的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种煤田火区的监测方法和装置，以解决相关技术中不能准确地监测煤田火区的轮廓的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤田火区的监测方法。该方法包括：获取地面上目标区域的高光谱热红外影像；通过目标区域的高光谱热红外影像获取目标区域内物体的热辐射信息；根据目标区域内物体的热辐射信息获取目标区域内的温度异常区域；以及由目标区域内的温度异常区域确定高光谱热红外影像中的煤田火区的位置。

进一步地，在通过目标区域的高光谱热红外影像获取目标区域内物体的热辐射信息之后，煤田火区的监测方法还包括：分离物体的热辐射信息，获取物体的热辐射信息对应的物体的温度和物体的发射率，其中，根据目标区域内物体的热辐射信息获取目标区域内的温度异常区域包括：根据物体的温度获取目标区域内的温度异常区域；根据物体的发射率将温度异常区域内的物体进行区分并将温度异常区域内的物体异常区域剔除；将剔除物体异常区域后的温度异常区域作为高光谱热红外影像中的煤田火区。

进一步地，在由目标区域内的温度异常区域确定高光谱热红外影像中的煤田火区的位置之前，煤田火区的监测方法还包括：获取目标区域的高分辨率可见光遥感影像；根据高分辨率可见光遥感影像获取目标区域内物体的分类图；将物体的分类图与剔除物体异常区域后的温度异常区域的高光谱热红外影像叠加，得到物体分类-高光谱热红外叠加影像；以及将高光谱热红外影像中与物体分类-高光谱热红外叠加影像对应的区域作为煤田火区。

进一步地，在由目标区域内的温度异常区域确定高光谱热红外影像中的煤田火区的位置之前，煤田火区的监测方法还包括：获取目标区域的高分辨率雷达影像；根据高分辨率雷达影像获取目标区域的地面沉降图；将地面沉降图与分类-高光谱热红外叠加影像叠加，得到地面沉降-物体分类-高光谱热红外叠加影像；以及将高光谱热红外影像中与地面沉降-物体分类-高光谱热红外叠加影像对应的区域作为煤田火区。

进一步地，获取目标区域的高分辨率雷达影像包括：获取目标区域的多期高分辨率雷达影像。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种煤田火区的监测装置。该装置包括：第一获取单元，用于获取地面上目标区域的高光谱热红外影像；第二获取单元，用于通过目标区域的高光谱热红外影像获取目标区域内物体的热辐射信息；第三获取单元，用于根据目标区域内物体的热辐射信息获取目标区域内的温度异常区域；以及确定单元，用于由目标区域内的温度异常区域确定高光谱热红外影像中的煤田火区的位置。

进一步地，煤田火区的监测装置还包括：分离单元，用于在通过目标区域的高光谱热红外影像获取目标区域内物体的热辐射信息之后，分离物体的热辐射信息，获取物体的热辐射信息对应的物体的温度和物体的发射率，其中，第三获取单元包括：第一获取模块，用于根据物体的温度获取目标区域内的温度异常区域；剔除模块，用于根据物体的发射率将温度异常区域内的物体进行区分并将温度异常区域内的物体异常区域剔除；确定模块，用于将剔除物体异常区域后的温度异常区域作为高光谱热红外影像中的煤田火区。