Método para extraer información de teledetección multiespectral de desastres por incendios de carbón
(1) Método de procesamiento de imágenes basado en datos ETM
Según el análisis de las características espectrales de las imágenes de objetos terrestres en el área del incendio de carbón de Rujigou, la relación de banda de imagen ETM7/4 es anormal identificación y extracción de pares La información de roca quemada y fuego abierto es favorable, y las características de forma de onda multibanda de los objetos terrestres ETM5>ETM7>ETM1>ETM3>ETM2>ETM4 son buenos indicadores para identificar incendios de carbón subterráneos. El método de procesamiento de imágenes específico diseñado para extraer anomalías de detección remota de desastres por incendios de carbón es el siguiente.
(1) Utilice datos de límites de yacimientos de carbón para generar una imagen de máscara de distribución de yacimientos de carbón.
(2) En condiciones de enmascaramiento, utilice tecnología de ángulo espectral para extraer las características del área de incendio de carbón La información de distribución de el campo de carbón se genera para generar una imagen de distribución de características del campo de carbón, como se muestra en la Figura 3?4?1;
Figura 3-4-1 La imagen de la información de distribución de características extraída por la tecnología de ángulo espectral en el área del incendio de carbón
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(3) Calcule la relación de banda ETM7/4 de la imagen de distribución del yacimiento de carbón y utilice el método de sumar varias veces la desviación estándar de la imagen de relación para extraer la anomalía de relación como información de detección remota para identificar rocas quemadas;
(4) Utilice la plantilla ETM5>ETM7>ETM1>ETM3>ETM2>ETM4 para extraer la información de anomalía de forma de onda en la imagen ETM como información para identificar anomalías espectrales de las características de los incendios de carbón subterráneos;
(5) Compare los dos anteriores. La información de detección remota similar se superpone e integra para generar un mapa de información de detección remota de desastres de incendios de carbón subterráneos.
Las figuras 3?4?2 son la información de anomalías de detección remota del incendio de carbón de Rujigou extraída de acuerdo con el método anterior. Estos incluyen una relación ETM7/4 anormal de imágenes en áreas de incendio de carbón, umbral de segmentación de 1,60 y filtrado medio de 3 × 3; formas de onda multibanda anormales en áreas de incendio de carbón, umbral de coincidencia de formas de onda de 0,04 y filtrado medio de 3 × 3.
(2) Método de procesamiento de imágenes basado en datos ASTER
1. Procesamiento de datos
ASTER utilizado para la investigación de detección de incendios de carbón en las yacimientos de carbón de Rujigou y Wuda Los datos son Datos ASTER?1B corregidos radiométrica y geométricamente. Entre ellos, la imagen de datos del área del incendio de carbón de Rujigou es clara, rica en información y libre de bandas e interferencias de ruido; la imagen del área del incendio de carbón de Wuda tiene cierta cobertura de nubes, que cubre menos del 40% del área, y está libre de nubes; El área tiene alta definición y no tiene bandas ni interferencias de ruido, lo que puede satisfacer las necesidades de la investigación de detección de incendios de carbón.
El modo de proyección de los datos originales de ASTER?1B es UTM, Zona 48 Norte, y el datum es Norteamérica 1927. Es necesario proyectarlo y convertirlo a GK Zona 18 (Pulkova 1942); al área del incendio de carbón Los datos de la imagen se recortan según el rango de coordenadas geográficas. Dado que los datos ASTER tienen diferentes resoluciones espaciales, para facilitar la combinación y el procesamiento de datos multibanda, los datos SWIR y TIR se vuelven a muestrear y se registran geométricamente para que la resolución de su imagen sea consistente con la resolución VNIR y genere una resolución espacial uniforme. Imagen de banda del área del incendio de carbón.
2. Extracción de información de teledetección de roca quemada
Figura 3-4-2 Imagen de extracción de información de teledetección del desastre del incendio de carbón de Rujigou
La información de roca quemada es El estudio de indicadores importantes de las áreas de incendios de yacimientos de carbón también es una base importante para determinar la dirección de migración de los incendios de carbón subterráneos y el alcance de los cambios de los incendios. Tomando como parámetros objetivo las curvas espectrales infrarrojas de onda corta de la arenisca quemada en el área de incendio muerto en el Punto 9 y la roca quemada en el área de combustión en el Punto 7 en el área de incendio de carbón de Rujigou, se seleccionó la tecnología de ángulo espectral en base a la Principio de similitud de formas de onda para analizar cada parte de la imagen del área del incendio de carbón. Los píxeles se escanean automáticamente uno por uno, y la información de los píxeles de la imagen similar a la forma de onda infrarroja de onda corta de la roca quemada se extrae en un umbral determinado a medida que se quema. Imagen de distribución de información de rocas. En el área del incendio de carbón de Rujigou, el umbral del ángulo espectral de la arenisca quemada se seleccionó como 0,01, y el umbral del ángulo espectral de la arenisca de grava gruesa quemada en el área de combustión se seleccionó como 0,005. La Figura 3?4?3 es el mapa de distribución de información de teledetección de rocas quemadas extraída utilizando datos infrarrojos de onda corta.
(3) Análisis del efecto de extracción de información sobre desastres por incendios de carbón
Lea las coordenadas centrales del área anormal del espectro en la imagen de anomalías de teledetección del área del incendio de carbón de Rujigou, y busque de acuerdo con la pantalla del GPS en el campo Imagen de áreas anormales e investigue las propiedades del terreno de las áreas anormales. La Tabla 3?4?1 es una lista de algunas inspecciones terrestres para detectar anomalías en sensores remotos. En el área de Rujigou, se llevaron a cabo inspecciones terrestres para detectar anomalías en ETM7/4, anomalías de forma de onda y anomalías espectrales de ASTER.
Los principales resultados muestran que el área anormal de ETM7/4 refleja principalmente las rocas quemadas y la información de las vetas de carbón de los estratos que contienen carbón, y el área anormal de la forma de onda refleja principalmente la información de las rocas y el fuego de carbón de los estratos que contienen carbón.
El área de anomalía espectral ASTER puede reflejar parcialmente la información de combustión de la veta de carbón subterránea, como los puntos 7 y 8, y reflejar parcialmente la información de la veta de carbón, como el punto 11. En comparación con ETM, el área de anomalía espectral ASTER se concentra principalmente en la zona del incendio. A partir de las imágenes de información de teledetección extraídas, se puede ver que la distribución de la información está concentrada y tiene cierta regularidad. Se distribuye principalmente cerca de ambos lados del eje sinclinal de Rujigou en la dirección noreste-suroeste. extremo oriental del sinclinal. Están ampliamente distribuidos, principalmente en crestas y laderas. La dirección de distribución de la roca quemada es consistente con la historia de combustión de los incendios de carbón subterráneos en las áreas de incendios de carbón y se distribuye en áreas de incendios extinguidos, es decir, se distribuye principalmente en el área minera de Baijigou, la mina de carbón Weidong, la mina Dafeng y la mina Rujigou; y el área circundante de la mina Gulaben es más grande. El proceso de evolución de la combustión espontánea de las vetas de carbón en esta área se puede ver en el patrón de distribución de las rocas quemadas. La combustión espontánea de las vetas de carbón en esta área se desarrolla de norte a sur a lo largo de las dos alas del sinclinal. La información de las rocas del área en llamas se distribuye actualmente principalmente en Rujigou, la mina Dafeng, la mina de carbón Weidong y el área de Rujigou Taiyanggou, lo que es consistente con la situación actual de incendios y la inspección de campo en el área minera. Se puede ver que utilizando información multiespectral se puede extraer cierta información relacionada con los desastres por incendios de carbón. Las imágenes de la zona del incendio de carbón de Rujigou tienen las siguientes condiciones.
Figura 3-4-3 Imagen extraída de información de teledetección de roca quemada en el área del incendio de carbón de Rujigou
Tabla 3-4-1 Campo típico de información de anomalías de teledetección en el área del incendio de carbón de Rujigou Lista de verificación
Lista continua
(1) Las anomalías de ETM7/4 se distribuyen principalmente en áreas pequeñas, con valores de anomalía térmica relativamente altos, que son consistentes con el rango de distribución de las vetas de carbón. Esto puede estar relacionado con la fuerte oxidación del suelo rocoso superficial debido a la cocción y quema del fuego de carbón, que enriquece los iones de hierro en la roca y el suelo y hace que la textura sea densa y sólida. Es una base favorable para distinguir zonas de roca quemada y zonas de incendio activo.
(2) Las anomalías extraídas utilizando las características espectrales ETM5>ETM7>ETM1>ETM3>ETM2>ETM4 se encuentran principalmente en una distribución puntual, lo que puede deberse a que la quema de vetas de carbón cambia la composición mineral y la estructura estratigráfica del estratos suprayacentes en el área de combustión, estructura, resistencia a la intemperie y otras características. En lugares con anomalías térmicas superficiales relativamente bajas, se puede utilizar como base para identificar áreas muertas de incendio.
(3) Los datos infrarrojos de onda corta de ASTER son más beneficiosos para identificar información de rocas quemadas en áreas en llamas y áreas de incendios muertos.