Detección por teledetección por satélite
(1) Introducción a los principales datos satelitales
1. Datos Landsat de EE. UU.
Uso de la banda 6 de infrarrojos térmicos de los satélites de la serie Landsat para realizar estudios de superficie en áreas subterráneas de incendio de carbón Es relativamente preciso extraer información sobre anomalías térmicas y determinar la ubicación del área del incendio, y el costo se reduce considerablemente en comparación con el uso de imágenes de escaneo infrarrojo térmico aéreo de vuelo nocturno. Es una fuente de datos común para la detección de incendios subterráneos de carbón.
El período de revisión de Landsat es de 16 días, lo que hace que sus datos TM6 (ETM 6) de imágenes diurnas y nocturnas sean ideales para la detección dinámica de incendios de carbón subterráneos, comprobar los efectos de extinción de incendios y guiar el desarrollo de los datos de extinción de incendios. fuente. Sin embargo, debido a que la resolución espacial de TM6 es de 120 m, no se pueden detectar incendios de carbón más pequeños o profundos. La aplicación de Landsat-7 y ETM 6 para detectar incendios de carbón con una resolución espacial térmica de 60 m ha mejorado la situación, pero estos datos ya no están disponibles.
2. Datos del satélite EOS del Sistema de Observación de la Tierra
(1) ASTER. El número de bandas en el área espectral de infrarrojos térmicos de ASTER ha llegado a 5, la resolución es de sólo 90 m, pero su valor cuantificado es de 12 bits, por lo tanto, el rango dinámico del valor de píxeles de la imagen térmica es mayor, la información de temperatura es más rica y; Es más propicio para el extracto de análisis de información térmica. Por lo tanto, es más adecuado utilizarlo para la inversión de temperatura de la superficie. En la detección de incendios subterráneos de carbón, existe una tendencia creciente a utilizar datos ASTER para la localización preliminar de áreas de incendio a gran escala y la inversión de temperatura de la superficie.
(2)MODIS. Aunque la precisión de la inversión de temperatura de los datos MODIS es relativamente alta y básicamente se puede proporcionar de forma gratuita, en el estudio de incendios de carbón subterráneos, en términos generales, el área del incendio de carbón es limitada y su resolución espacial es; relativamente bajo, por lo que el efecto de la aplicación y las perspectivas no son muy buenas.
3. Datos satelitales de alta resolución espacial
(1) QuickBird. Los productos de imágenes QuickBird se dividen en diferentes tipos, como imágenes básicas, imágenes estándar, ortofotos e imágenes estéreo. En términos de composición de bandas, se dividen en datos de imágenes de bandas pancromáticas, datos de imágenes multiespectrales, datos de imágenes de bandas pancromáticas y datos de imágenes multiespectrales. Paquetes de productos. Fusión de datos de imágenes (color verdadero o color falso) y otros tipos.
(2) ICONOS. Los datos satelitales IKONOS tienen las características de alta precisión y alta resolución, y pueden usarse ampliamente para la detección dinámica de ciudades, puertos, tierras, bosques, medio ambiente, estudios de desastres y objetivos militares. Especialmente en los estudios de uso de la tierra, puede aprovechar al máximo sus ventajas, mejorar la eficacia de los estudios, ahorrar mano de obra y recursos materiales y, básicamente, lograr una gestión del uso de la tierra de alta tecnología.
(3) Serie SPOT. La ventaja más destacada de la imagen SPOT4 es que tiene una resolución espacial más alta que la imagen TM y puede estar compuesta de pares de imágenes estéreo para generar un modelo de elevación digital. Las imágenes TM y SPOT4 se pueden combinar en imágenes con una resolución de 1:50000. La resolución espacial de las imágenes SPOT5 se ha mejorado significativamente, lo que hace que la tecnología de detección remota sea un gran paso hacia la precisión y desempeñe un papel más importante en la detección dinámica de incendios de carbón subterráneos.
Utilizando imágenes de satélite SPOT, IKONOS y QuirkBird, se puede obtener directamente información característica fina como el tamaño, la ubicación, la naturaleza y las interrelaciones ambientales del sistema de combustión relacionado con la combustión espontánea de las vetas de carbón subterráneas.
(4) Otros satélites de alta resolución espacial. Además de estos tres datos comunes de imágenes satelitales de alta resolución espacial, también están el EROS?1A de Israel y el IRS?1D de la India. Estos datos satelitales de alta resolución espacial generalmente cubren la banda de luz visible y la detección de objetos de la superficie es relativamente detallada, lo que es adecuado para mapeo a gran escala. Utilizando las capacidades de mapeo tridimensional que proporciona, también se puede producir DEM, que puede desempeñar un papel importante en la detección de fisuras superficiales en áreas subterráneas de combustión de carbón y en el diseño y construcción de proyectos de combustión de carbón.
4. Datos de teledetección por radar
(1) ¿ERS de la ESA 1, 2. Los satélites europeos de recursos terrestres ERS? 1 y 2 son satélites propiedad de la Agencia Espacial Europea y se utilizan principalmente para investigaciones y aplicaciones científicas. ERS?1 y 2 operan en banda C y adoptan polarización VV. Estos parámetros hacen que ERS? 1 y 2 sean adecuados para mapeo de terreno a mediana o gran escala y detección de bosques y pastos.
(2) RADARSAT canadiense. RADARSAT es el sistema satelital de teledetección de Canadá, lanzado en 1996. El sistema proporciona datos ambientales y de recursos confiables y de bajo costo. RADARSAT es el primer satélite de teledetección por radar que realmente cumple con las operaciones comerciales. La maniobrabilidad única de RADARSAT permite que su rango de detección alcance casi toda la región antártica. RADARSAT funciona de diversas formas, incluido el mapeo de amplia franja, buena resolución y anchos de haz estándar, con ángulos de incidencia seleccionables.
(3) ENVISAT?1 de la ESA. ENVISAT 1 forma parte de la serie de satélites de observación de la Tierra en órbita polar. Es el satélite medioambiental más grande construido en Europa hasta el momento. Como continuación del satélite de radar de apertura sintética ERS?1/2, los datos de ENVISAT?1 se utilizan principalmente para el seguimiento medioambiental, es decir, la observación continua de la superficie y la atmósfera de la Tierra para la cartografía, la exploración de recursos, la previsión meteorológica y la evaluación de desastres.
La tecnología de radar de interferencia (INSAR) es un campo de investigación candente en la teledetección por radar. Actualmente, las principales aplicaciones de INSAR incluyen mapeo del terreno, generación de modelos de elevación digitales (DEM) de alta precisión a gran escala y mediciones de pendientes. La tecnología de interferometría diferencial de radar desarrollada sobre la base de radar interferométrico se utiliza en hundimiento de superficies, detección de deslizamientos de tierra y detección de deformaciones y otros. aspectos juegan un papel importante.
5. Datos satelitales de recursos China-Brasil
Los datos de teledetección satelital China-Brasil se utilizan ampliamente y pueden utilizarse para el uso de la tierra, el estudio de los recursos hídricos, la estimación del rendimiento de los cultivos, la prospección, cartografía geológica, planificación urbana, protección del medio ambiente, detección de zonas costeras y otros aspectos de los recursos terrestres y estudios ambientales. La resolución espacial de la banda B9 del infrarrojo térmico del IRMSS es relativamente baja y la calidad de los datos no es muy estable. Para la detección remota de incendios de carbón subterráneos, es necesario verificar y mejorar aún más su efecto de utilización.
6. Datos del microsatélite BIRD
El detector infrarrojo térmico de doble banda (BIRD, Bi?Spectral InfraRed Detección) es un nuevo pequeño satélite científico experimental afiliado al Centro Aeroespacial Alemán. fue lanzado en 2001 Lanzado en octubre, su objetivo es identificar y caracterizar cuantitativamente eventos de altas temperaturas en la superficie de la Tierra. Los campos de aplicación de los datos satelitales BIRD son principalmente la detección de incendios de grandes superficies, como incendios forestales y de pastizales, erupciones volcánicas e incendios de carbón. Los datos de investigación existentes muestran que sus imágenes térmicas infrarrojas nocturnas pueden detectar incendios de carbón subterráneos, pero no es fácil localizarlos con precisión.
(2) Combinación de datos de detección remota por satélite y optimización del objetivo de detección
El método de detección remota por satélite tiene las características de ciclo corto, área de cobertura amplia y alta eficiencia. Debido a su limitación en la resolución espacial, actualmente se utiliza como método de detección de combustión espontánea de vetas de carbón regionales.
La clave para la aplicación de métodos de detección de teledetección por satélite es que debe basarse en objetivos apropiados de investigación y aplicación de incendios de carbón subterráneos, en función de las características de radiación térmica y características espectrales de los incendios de carbón subterráneos, y seleccionar Indicadores económicos y técnicos razonables. Fuente de datos de teledetección o combinación de fuentes de datos.
Teledetección satelital de media resolución. Representada por ASTER, ETM y China-Brasil Resource Satellite, la banda térmica infrarroja tiene una resolución espacial de 60 a 156 my una sensibilidad de 1°C. La información térmica infrarroja nocturna ha sido sometida a corrección atmosférica, corrección de radiación y corrección geométrica. , análisis de umbral, transformación de imágenes y mejora del color. Después del procesamiento, se puede extraer la información de anomalías de radiación térmica del suelo generada por incendios de carbón subterráneos y se pueden determinar las áreas de anomalías térmicas relacionadas con las áreas de incendios de carbón. Se utiliza principalmente para estudios de áreas de incendios de carbón a mediana escala y para la delimitación preliminar del rango de áreas activas de incendios de carbón y áreas objetivo de detección de incendios de carbón de cierta escala. Mediante la comparación de áreas de anomalías térmicas en diferentes fases, se utiliza para detectar los cambios dinámicos del campo térmico en el área del incendio de carbón y sus alrededores. La resolución espacial de la banda de luz visible es de 15 a 30 m. Utiliza los cambios en las características espectrales de las rocas subterráneas y la vegetación bajo la acción de los incendios de carbón subterráneos, y utiliza métodos de procesamiento de información de imágenes para extraer información sobre los cambios ambientales relacionados con los incendios de carbón para determinar. la estructura de la yacimiento de carbón, los estratos de la veta de carbón y el entorno de combustión. Se utiliza para detectar cambios dinámicos en el medio ambiente y desastres en las áreas de incendio de carbón y sus alrededores. Las ventajas de la teledetección infrarroja térmica espacial para la detección de incendios son su repetibilidad, su costo de adquisición de datos relativamente económico y su fácil funcionamiento multibanda. La desventaja es que la resolución espacial es relativamente baja.
Teledetección satelital de alta resolución. Representada por SPOT, IRS, QuickBird e IKONOS, la resolución espacial puede alcanzar 0,61 ~ 5,8 m. Utilice información estructural de teledetección satelital de alta resolución para analizar cambios en el tono del material del suelo y las características estructurales bajo la acción de incendios de carbón subterráneos, y extraiga centros de combustión de incendios de carbón subterráneos, fisuras de combustión, sistemas de combustión, áreas de combustión de carbón, rocas quemadas y colapsos de combustión. y campos de carbón Información de combustión en áreas interiores sin incendios de carbón, etc.
La combinación de datos de ASTER, TM y QuickBird es una combinación adecuada de tecnologías para estudiar los incendios de carbón subterráneos. Los datos satelitales de alta resolución como QuickBird son relativamente costosos y la cobertura de un solo cuadro es limitada. Solo son adecuados para la detección de información sobre incendios de carbón, como sistemas de fisuras de combustión de alta precisión en una sola área de incendio de carbón.
La selección de la fase de datos satelitales también es un factor importante en la detección de incendios de carbón. Dado que la vegetación invernal es generalmente escasa en las áreas de distribución de yacimientos de carbón en el norte de China, las imágenes TM pueden reflejar con mayor precisión las características espectrales de los cuerpos geológicos. La vegetación está relativamente desarrollada en verano, lo que tiene una mayor interferencia con las características espectrales de los cuerpos geológicos; Por tanto, las fechas invernales tienen ciertas ventajas.
a. El ángulo de altitud del sol es pequeño durante la toma de imágenes, lo que refleja significativamente el relieve de los accidentes geográficos y las estructuras geológicas, lo que facilita el análisis de la posible relación entre la combustión espontánea de las vetas de carbón y las estructuras geológicas.
b. En invierno suele haber nieve en el suelo, lo que resulta especialmente útil para interpretar e identificar las zonas de incendio. Esto se debe a que el calor liberado por la combustión espontánea del carbón derrite la nieve, exponiendo el carbón oscuro, formando un fuerte contraste con la escena de la nieve blanca, haciendo que el área del incendio activo sea visible de un vistazo.
La interferometría de radar de apertura sintética se puede utilizar para obtener la cantidad de hundimiento del suelo en áreas subterráneas de incendio de carbón y detectar cambios en el hundimiento de la superficie. La teledetección hiperespectral por satélite puede detectar la composición física y química de los minerales de las rocas, el suelo y el suelo. La vegetación en las zonas de incendio de carbón cambia. En la actualidad, hay poca investigación de aplicaciones en este aspecto de la detección de incendios de carbón, y su aplicación juega un papel importante en la detección de incendios de carbón.