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GeoEye-1数据在鹤岗煤矿区遥感应用前言及工作方法

2011-11-22 16:30:31来源:科技论坛 编辑:wenzi浏览:

  一、前言

  我国矿产开发总规模居世界前列。但是长期以来,我国矿产资源开发利用比较粗放,缺乏实时监控,违法行为频繁发生,矿区生态环境破坏严重,矿山环境问题突出,这些严重阻碍了国民经济的可持续发展。长期以来,政府对矿山开发问题的掌握基本采用逐级统计上报和群众举报的模式,这种模式采集的数据会出现不真实的情况。目前,矿山环境以野外调查分析等常规手段为主,调查精度较高,但工作程序繁杂且成本较高,无法快速实现我国众多成矿带与矿集区的矿山开发和矿山环境信息采集。遥感技术具有速度快、成本低、探测范围广且能反映矿山地物演化特征等优势。本文以鹤岗能源多金属成矿带遥感地质综合调查项目(工作项目编号:1212010881230)为基础,对鹤岗煤城的矿山开发状况和矿山环境进行全面监测和研究。

鹤岗煤城的矿山环境(由上帝之眼配图)

  二、技术流程和工作方法

  2.1 技术流程

  前期首先进行调研工作、提前到矿区野外踏勘,初步撑握矿山开发现状,对典型矿山和矿区进行野外GPS 定点、拍照、遥感影像特征分析工作,为室内遥感解译标志建立提供依据,有助于高效、快速、保质保量地完成任务。

  同时,尽早根据已有的技术资料和早期遥感数据,对遥感图像处理与信息提取的问题做出良好预判与先期实验,做好遥感图像处理与信息提取培训工作。

  利用高分辨率的GeoEye-1数据,对重点区开展比例尺为1∶1万的矿产资源开发状况、矿山环境和矿产资源规划执行情况等遥感调查与监测工作,进一步补充和完善矿山地质背景调查工作。同时对比矿产资源开发利用规划分区界线(禁止开采区、限制开采区、允许开采区等),查清工作区内矿产资源规划执行情况(包括矿产资源开发利用与保护、矿山生态环境保护与恢复治理等执行情况)等;与已批准的矿山采矿界线比较,查清矿产资源开发状况,如不同矿种开采点的位置、固体废弃物分布和无证开采、乱采滥挖情况等;进一步调查矿山环境问题,如矿山开发所引发的土地、植被破坏情况;地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流等灾害分布情况、环境污染情况等。对矿山开发最集中,环境破坏最为严重的区域,开展更为详细的、翔实的矿产资源开发状况、矿山环境等遥感调查与监测工作。

采煤塌陷遥感调查与监测工作示意图(由上帝之眼配图)

  2.2 工作方法

  遥感数据的使用以一切遥感工作的基础,决定着整个遥感工作的成败,本项目采用GeoEye-1数据。影像采用正射校正的方法,用来校正GeoEye-1数据的控制点主要来自于2.5米分辨率SPOT 影像和1∶5万数字栅格图。接着进行数据融合。在融合方法选择上充分考虑了影像本身的特点,将wavelet 、HPF 、sharpen 、PCA 四种融合方法在有代表性的样区中分别实现,通过评价融合效果,选取效果好的融合方法进行数据处理。

  通过比较HPF 融合方法在信息量、清晰度和逼真度三个方面都有着较好的效果,并且计算起来只需要先对影像做一次简单的滤波处理,就可以进行HPF 融合了,效果可以满足矿山遥感监测工作的需求。因此选择了HPF 融合方法应用在实际工作中。然后进行图像镶嵌工作。由于正射校正后的数据在边缘区域变形较大,这就造成了相邻影像数据的接边误差难以达到大比例尺成图的要求。针对这一问题,采用一次多项式校正的方法,选定一幅影像为基准影像,对与其接边的影像进行一次多项式校正,从而将误差控制在准许范围内,其精度可达到1个象元之内。为了达到无缝拼接的目的,还需要在待镶嵌影像上确定镶嵌拼接线的位置。一般的原则是:无论采用交互法还是自动选择,拼接线均需是一条折线或曲线,且其轨迹选择以沿地物边界线延伸为宜。

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