基于无人机热红外遥感的新疆宝安煤矿火区探测

煤火燃烧会释放大量的热,造成地表热异常,无人机热红外遥感技术为精准探测煤火范围提供了一种有效的技术手段.为了实现基于无人机热红外遥感技术的煤田火区精细化监测,使用无人机热红外遥感的方法对新疆宝安煤矿火区进行探测,并根据自适应梯度阈值法和人工阈值法,对两次连续飞行的无人机热红外影像进行温度阈值分割与煤火信息提取,对无人机...     

无人机热红外遥感煤火探测方法

为了提高矿区煤火识别的精度,利用无人机搭载数码相机和热红外相机分别在白天和夜晚采集RGB图像和热红外图像,基于面向对象的分类方法将矿区彩色正射影像分类并赋予对应类别的发射率值;热红外影像经过辐射定标后镶嵌为正射影像,根据辐射传导方程和Plank反函数反演矿区地表温度,采用移动窗口热异常提取算法识别煤火区。试验表明,实测煤火点与无人机热红外技术探测的煤火区的重叠率为96.72%,说明无人机热红外遥感煤火探测方法的精度可靠,技术可行。     

准南煤田大泉湖火区地表温度反演及时空变化特征

本文采用2013~2016年每年11月份Landsat8影像数据,运用辐射传输方程(大气校正法)反演准南煤田大泉湖火区地表温度,分析该火区温度场时空变化特征。通过研究得到以下结论:在时间尺度上,研究区最高温度、平均温度和温度阈值变化趋势基本一致,最高值都出现在2016年;研究区温度异常区面积则大体上呈U型变化,2013年、2015年温度异常区面积较大;在空间尺度上,温度异常区呈东西走向不连续分布,研究期间温度异常区位置基本不变,温度异常区面积有所变化。     

新疆硫磺沟煤火治理区地表热异常遥感监测研究

为研究新疆硫磺沟煤田火区热场演化过程和治理效果,利用热红外遥感技术进行监测研究。将火区划分为万家窑、浅水河、卡拉扎3个火区块段,监测期限分为煤火燃烧期、煤火复燃风险期、煤火治理现状期3个阶段,利用单窗算法反演各阶段多期地表温度,采用离散度识别火区热异常,分析煤火空间分布格局演化过程,并对探测结果进行验证。结果表明,在2000年治理前,3个火区块段的热异常面积为467.82万m²,2004年第一轮灭火工程治理后,热异常面积大幅减少至29.34万m²;随后由于矿山违规开采,2018年热异常面积增加至712.74万m²,经过第二轮灭火工程治理,2021年的热异常面积减少至16.57万m²。经实地调查,排除烧变岩干扰影响,煤火治理现状期地表热异常与实地情况相符,浅水河火区块段仍然存在自燃现象,卡拉扎、万家窑火区块段的煤火自燃现象基本消除,治理区地表景观和生态环境大幅改善。     

乌鲁木齐东侧煤火多源遥感融合探测

目前新疆有8大煤火区,且火区增长速度快、隐蔽火区日益增多,因此需要更加快速地探测新疆煤火区的范围。以InSAR与热红外技术为基础,首先采用PS时序方法和普适性单通道算法获得研究区的沉降和温度信息,接着通过设定合理的阈值获取温度异常区域并提取相邻时间的反演结果进行验证,最后通过沉降和温度信息对火区分布进行综合分析。结果表明:此方法能判定出疑似火区分布。     

基于遥感技术的内蒙古乌达煤田火区碳排放计算

为了获得煤田火区的碳排放量,建立了计算煤田火区CO2排放通量法模型,其中,确定火区面积是该模型的关键基础参数。采用2011-01-24的ASTER L1B热红外遥感数据反演内蒙古乌达煤田火区的地表温度,提出基于梯度的自适应阈值法,以热红外图像梯度极值为阈值圈定火区范围,估算得到乌达煤田火区面积为239.6 hm2。利用排放通量法模型,依据遥感和其他手段获得的基础参数数据,计算了乌达煤田火区的碳排放量,结果显示乌达煤田火区每年的CO2碳排放量达37.9×104t。     

乌达煤田18#火区综合探测研究

乌达煤田18#火区是一个典型的煤层自燃区.本文试图通过采用遥感技术、同位素测氡法、地质雷达探测法、地表裂隙勘查法、地表浅层测温法、剥挖断面勘查测温法等综合监测方法,有效探测来自煤自燃过程中产生的热、温场,确定燃烧产生的高温区,判别出燃烧中心的相对分布位置和煤火燃烧扩散趋势,为指导矿区进行灭火工作提供了很好的指导.     

遥感方法在宁武煤田煤火识别中的应用

煤火燃烧会对周围地区的环境、经济和安全造成严重影响,准确识别煤田自燃引起的火区范围对于监测与治理煤火具有重要意义。相关学者分别通过提取地表热异常或地表形变信息来识别煤火范围,但由于方法及手段单一,而引起煤火发生因素众多,导致试验结果不够准确。为提高煤火识别准确性,通过实际应用研究,利用融合卫星热红外技术与雷达技术的煤火识别方法,应用于山西省宁武煤田的火区识别。首先采用ASTER–TES(Temperature-Emissivity Separation)算法对ASTER夜间热红外数据进行地表温度反演,同时利用SBAS–InSAR(Small Baseline Subset InSAR)技术对Sentinel-1数据进行地表沉降信息反演,然后通过阈值分割法提取研究区域中的高温异常区域和沉降异常区域,进而融合处理,获得疑似煤田火区范围,最后利用测氡的实地勘测方法所确定的煤火范围对试验结果进行对比验证分析。结果显示：研究提出的方法对宁武煤田火区范围的识别准确率高达93.78%,较单一的温度反演方法与沉降异常方法提高43.29%和62.23%,但有部分火区未被识别,原因在于利用地表形变识别火区...     

ArcGIS和RS技术在高植被覆盖率地区地热资源勘查中的应用

热红外遥感技术已被广泛用于植被覆盖程度较低的高温地热异常区的地热资源勘查研究中,但在植被覆盖程度高的中低温地热资源勘查中的应用效果有待进一步论证。该文探索性的将ArcGIS和RS技术相结合应用于植被覆盖度高的中低温地热资源勘查中,采用基于单波段的单窗算法对福州地区地表温度进行反演,并利用ArcGIS软件分析了地表温度、已有地热异常点、构造之间的关系,提出福州地区北北东向大断裂为控热构造、北北西向断裂为导水构造的成因模式,并建立了地热异常判断因子提取潜在地热异常区。     

卫星遥感技术在煤田火区探测与监测中的应用研究

通过卫星遥感技术在火区探测和监测的关键技术和方法的研究,结合野外勘查验证、对比分析和综合研究,解决了遥感探测煤火工程化问题.研究证实,使用卫星遥感技术可准确地圈定火区范围,计算火区面积,快速完成大面积煤田火区勘查,降低火区勘查成本,实现火区的动态监测以及新火区的预测预报,为灭火工程提供辅助决策.     

大面积煤田火区详细勘查方法

针对大面积煤田火区存在火区燃烧面积大、地表燃烧复杂等问题,以奇台将军戈壁煤田火区为例,采用资料收集与验证、红外探测、无人机测量、物探探测等综合方法开展煤田火区详细勘查,最后通过钻探对圈定火区进行校正。结果显示,这一综合详细勘查方法,能缩短详细勘查时间,保证勘查质量,准确地圈定火区的燃烧面积,可为大面积煤田火区燃烧范围的圈定提供借鉴。     

煤田火区探测技术研究现状及发展趋势

煤田火灾严重威胁露天矿区周边环境和煤矿安全生产,我国是遭受煤田火灾影响严重的国家之一,我国受煤田火区影响的煤矿主要集中在新疆、宁夏、内蒙、甘肃地区,煤田火区精准探测仍然比较困难.阐述了几种主要的煤田火区探测方法的原理,详细阐述了测汞法探测煤田火区的机理,为煤田火区和露天煤矿火区的探测开发了一种新方法,可以指导煤田火区和...     

自适应边缘阈值法的煤火探测研究

为了探测内蒙古乌达煤田的煤火位置,针对国产CBERS-04卫星的热红外波段提出一种自适应边缘阈值算法。该算法通过高斯滤波算法过滤热图像噪声,利用Sobel算子和提取的高温区域生成高温边缘,将高温边缘像素温度值的平均值作为温度分割阈值识别并提取煤火区。通过外业调查的火区验证提取的火区,发现二者的位置重叠度高达81.3%。对比同一日夜晚ASTER卫星和CBERS-04卫星所提取火区发现二者的位置重叠度为81.0%。这些结果均表明自适应边缘阈值煤火识别算法具有较高的煤火识别精度。     

煤田火区探测技术研究及应用

煤田火灾严重威胁火区周边环境和煤矿安全生产.我国受煤田火区灾害严重影响的煤矿主要集中在新疆、宁夏、内蒙古、甘肃,煤田火区精准探测技术难度大.阐述了几种主要的煤田火区探测方法的原理,并对测汞法探测煤田火区的机理进行了详细论述,提出了煤田火区探测新方法,应用于煤田火区探测,实现煤田火区高温异常区域的超前预测预报,及时采取有效措施消灭煤田火灾火源点.     

基于测汞法探测煤田火区原理及应用

煤田火区的精准探测是目前煤田火区探测的发展方向,从传热传质学角度详细阐述了汞迁移机理,建立了半无限大介质和温度影响下汞的迁移方程。介绍了RA-915测汞仪的原理,并使用该仪器在五虎山煤矿10号火区进行了现场测试,对10号火区汞浓度进行了数值模拟,确定了汞浓度异常区域。测汞法为煤田火区探测开发了一种新的方法,可以指导煤田火区探测,实现煤田火区高温异常区域的超前预测预报,及时采取有效措施消灭煤田火灾火源点。     

基于广义单通道算法的地表温度反演模型

文中介绍了一种基于单通道热红外数据的地表温度反演模型,该模型以大气辐射传输方程为理论推导依据,并利用泰勒展开式可得到求取的众多反演参量。通过对Landsat TM(Thematic Mapper)热波段数据的波谱响应分析,经总结后得到了相应的基于大气水汽含量的参量函数。虽然该模型的精确反演需要大量借助综合方法得到的反演参数,但其整体反演误差在1 K(开氏温度)以内且具有巨大的推广应用潜力。     

基于指标气体和红外探测技术的整合矿井火区划分

针对资源整合矿井早期粗放式开采导致采空区大量留煤,易引起煤炭自燃问题,以北祖煤矿4+9煤层为研究对象,通过指标气体试验对火区燃烧情况进行研究并采用红外探测技术对巷道顶煤表面高温区域进行划分,结果表明:CO、C2H4和C2H6可以作为北祖煤矿4+9煤层自燃的指标气体,火区温度在80~110℃,且火区有自北向南扩展趋势。研究结果为打钻探测、堵漏等提供了参考。     

热红外遥感对煤矸石山温度的反演研究

为探究利用热红外遥感反演的地表温度对煤矸石山识别情况,基于Landsat TM卫星遥感影像和研究区的气象数据、矢量数据等,采用单窗算法对研究区域的地表温度进行反演,并将反演出的地表温度异常区域与阳泉市实际煤矸石山分布情况做对比,验证利用反演结果识别煤矸石山的准确性。结果表明,阳泉矿区的高温异常区除了与煤矸石分布有关,也与矿区煤炭和工厂分布有关;利用反演结果提取的高温异常区可作为煤矸石山温度精准探测的参考,从而提升判断煤矸石山自燃位置的效率。     

矿区煤火遥感监测技术的研究进展

对国内外利用卫星热红外波段探测煤火的方法进行了统计分类,着重对比分析了中分辨热红外卫星的地表温度反演方法和煤火区提取算法的特点,评述了机载热红外遥感探测煤火的研究现状和存在的主要问题,指出了矿区煤火遥感监测研究的发展趋势和新方向。     

攀枝花宝鼎煤田露头大面积火区探测成果分析

科学分析煤田露头火区燃烧界限,准确判断其影响范围和危害程度,有利于提出有效的治理措施。攀枝花市运用高分遥感、无人机航测等先进技术手段和设备,对宝鼎煤田大面积火区开展了详实的探测,探测出39个火区点位的燃烧状况,形成44.85 km2的光学影像、10.30 km2的热红外影像图和250 km2的遥感影像图,圈定露头火区面积为17.43万m2,划定影响范围面积为1 285.19万m2。根据探测结果,分析了火区特点、变迁原因及危害,提出按照“分级防治、逐步推进、综合管控”的原则,采取火情监测、火源探测、注水降温、注浆灭火、高温区煤体剥离、黄土覆盖等综合防治措施,推进火区治理进度,为宝鼎煤田露头大面积火区治理提供了基础资料和决策依据。