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专利号: 2018108700895
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种热红外与雷达遥感联合探测煤火的方法,其特征在于,包括:

获取预定区域的热红外遥感影像,并通过地表温度反演得到所述预定区域的地表温度信息;

获取预定区域的SAR影像,并通过InSAR时序分析得到所述预定区域的地表形变信息;

根据所述预定区域的地表形变信息设计生成相应的带通滤波器;

通过所述带通滤波器对所述地表温度信息进行空间滤波,以得到所述预定区域的疑似煤火分布位置,其中,首先将所述地表形变信息中点的形变通过内插转化成所述预定区域面的地表沉降信息,然后以地表下沉量为构造带通滤波器的依据,通过设置合理的阈值范围,使得地表形变大于阈值的对应区域的热信号能通过带通滤波器,地表形变小于阈值的对应区域的热信号不能通过带通滤波器,或者被所述带通滤波器弱化,使得滤波之后的地表温度高温异常主要受到煤火的影响,通过所述带通滤波器对所述地表温度信息进行空间滤波,以得到所述预定区域的疑似煤火分布位置,具体包括:对滤波前的地表温度信息进行统计分析,统计出影像的均值μ和方差ζ,提取出影像中大于μ+ζ的像元和大于μ+2ζ的像元,提取出地表高温异常区做两级分布,经过滤波排除部分非煤火导致的地表高温异常区域,留下的高温异常区所对应的范围作为最终提取到的煤火的两级疑似分布区域。

2.根据权利要求1所述的热红外与雷达遥感联合探测煤火的方法,其特征在于,获取预定区域的热红外遥感影像,并通过地表温度反演得到所述预定区域的地表温度信息,具体包括:对热红外遥感影像进行预处理,其中,所述预处理包括几何校正、辐射校正和大气校正;

根据矿区的矢量边界和图像的解译对疑似煤火分布区遥感图像进行裁剪,得到所述预定区域的热红外遥感数据;

通过波段运算计算归一化差值植被指数,并计算地表比辐射率;

根据辅助大气透过率数据得到预定区域的大气水汽含量;

对所述预定区域的热红外遥感数据进行地表温度反演,得到所述预定区域的地表温度信息。

3.根据权利要求2所述的热红外与雷达遥感联合探测煤火的方法,其特征在于,其中,对所述预定区域的热红外遥感数据进行地表温度反演的计算公式为:其中,γ和δ为普朗克方程相关的系数,

其中,εi为第i波段的地表比辐射率,Li表示该波段的星上辐射亮度,单位为W·m-2·sr-1·μm-1,Ti表示该波段的星上亮度温度,单位为K,ψ1、ψ2、ψ3为三个大气参数,由大气水汽含量计算得到。

4.根据权利要求2或3所述的热红外与雷达遥感联合探测煤火的方法,其特征在于,获取预定区域的SAR影像,并通过InSAR时序分析得到所述预定区域的地表形变信息,具体包括:从N+1幅所述预定区域的SAR影像中选择一幅影像作为主影像,其他N幅影像作为从影像,将N幅从影像和主影像进行配准,之后进行干涉处理,得到N幅干涉图,并通过计算获取影像覆盖时间的形变序列,其中,N为正整数;

获取所述干涉图的干涉相位,并进行相位回归分析以及相位解缠,去除地形相干误差及大气相位;

通过建立观测方程求解最终平均形变速率与各段时间形变量的数据,得到所述预定区域的地表形变信息。

5.根据权利要求4所述的热红外与雷达遥感联合探测煤火的方法,其特征在于,所述干涉图的干涉相位为:Φ(x)=ΦR(x)+Φu(x)+Φσ(x)+Φa(x)+Φn(x),其中,ΦR(x)为地形相位,Φu(x)为地表形变相位,Φσ(x)为干涉图的两幅SAR影像获取时大气不均匀产生的相位,Φa(x)为参考椭球引起的平地相位,Φn(x)为噪声,其中,其中,B⊥为基线在雷达视线向垂直方向的投影分量,R为雷达天线到地面两个参考点的斜距,△R为地面点形变前后雷达视线向斜距差,h为地面点的高程,λ为雷达信号波长,θ为雷达天线到地面两个参考点的入射角。