溫度反演與知識模型在煤田火區(qū)信息提取中的應(yīng)用研究.pdf

1、煤田火災(zāi)是世界性的自然災(zāi)害，不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。然而，現(xiàn)階段煤火的發(fā)現(xiàn)主要通過口耳相傳、逐級反映的方式，被動性強(qiáng)，滯后性明顯；煤田火區(qū)的勘探與監(jiān)測工作更是任務(wù)重、風(fēng)險(xiǎn)高、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。遙感技術(shù)具有大面積同步觀測、成像速度快、信息量豐富、周期短、時(shí)效性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為煤田火區(qū)地表溫度異常信息提取、時(shí)空動態(tài)監(jiān)測和地裂縫信息提取的重要手段。
　　本文以新疆大泉湖火區(qū)和烏尊布拉克火區(qū)為研究區(qū)，以火區(qū)地表的溫度特征和

2、結(jié)構(gòu)特征為研究目標(biāo)，首先利用 ETM+和 TIRS遙感影像，通過地表溫度反演算法、密度分割法和人工閾值法開展煤田火區(qū)地表溫度異常信息提取與時(shí)空動態(tài)監(jiān)測研究。同時(shí)，利用 ZY-3衛(wèi)星影像，通過建立知識模型和三維可視化技術(shù)，提取煤田火區(qū)地裂縫信息。主要的研究內(nèi)容如下：
　　(1)煤田火區(qū)地表溫度反演。利用ETM+和TIRS遙感影像，依次通過普適性單通道法、Weng算法、覃志豪單窗法和劈窗算法反演煤田火區(qū)的地表溫度。最后，將反演結(jié)果和衛(wèi)

3、星過境時(shí)的地表實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行對比與分析。結(jié)果表明：利用ETM+數(shù)據(jù)進(jìn)行反演的普適性單通道法精度最高，RSME為0.87℃。
　　(2)煤田火區(qū)動態(tài)監(jiān)測。在獲得地表溫度分布信息的基礎(chǔ)上，利用人工閾值法和密度分割法提取溫度異常區(qū)。選定重點(diǎn)驗(yàn)證區(qū)，將溫度異常分布圖與磁法勘探圖進(jìn)行疊加分析，計(jì)算二者的重疊率及反演的準(zhǔn)確率。結(jié)果表明：重疊率為82.71％，準(zhǔn)確率為80.17%。選定2004年、2009年和2014年的三期ETM+遙感影像，依次

4、提取其溫度異常區(qū)，統(tǒng)計(jì)和分析煤田火區(qū)地表溫度異常的時(shí)空動態(tài)變化，結(jié)果表明：溫度異常分布呈整體減少、局部發(fā)育的特征；2004-2009年和2009-2014年，年均分別減少9.95%和8.22%。究其原因，系火區(qū)于2008年經(jīng)過了初步治理的緣故。
　　(3)煤田火區(qū)地裂縫自動提取?；诟叻直媛实腪Y-3衛(wèi)星影像，增強(qiáng)處理后，充分利用地裂縫的亮度知識、NDVI知識、紋理知識和火區(qū)范圍等知識建立知識模型，實(shí)現(xiàn)煤田火區(qū)地裂縫的自動提取。依