小煤窯監測方法及裝置和數據處理設備的製作方法
2023-06-21 04:18:26 3
專利名稱：小煤窯監測方法及裝置和數據處理設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及監測領域，具體而言，涉及一種小煤窯監測方法及裝置和數據處理設備。
背景技術：
小煤窯通常是指生產不超過30萬t/a的煤礦，無論從經濟投入、資源開發、環境治理、安全要求等各方面都不具備煤炭生產企業應有的基本條件。小煤窯的存在對於煤炭資源的破壞、環境汙染和安全生產構成了很大的威脅。如何查清以往歷史中存在的小煤窯情況對於大型煤礦安全生產、資源綜合開發利用、環境恢復治理等方面尤為重要，直接影響著我國煤礦企業的安全發展。現有的小煤窯監測方法由傳統的野外實地勘查為主，但是，對於大範圍的煤窯監測，該種方法難以達到快速，準確的調查要求，且很難詳細、全面地查清小煤窯的地下開採情況。針對現有技術中的小煤窯監測方法難以達到快速準確的調查需求的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
發明內容
本發明的主要目的在於提供一種小煤窯監測方法及裝置和數據處理設備，以解決現有技術中的小煤窯監測方法難以達到快速準確的調查需求的問題。為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種小煤窯監測方法。根據本發明的一種小煤窯監測方法包括獲取衛星遙感影像數據；對衛星遙感影像數據進行解譯，以提取衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據；以及通過地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據。進一步地，在獲取衛星遙感影像數據之後，以及在對衛星遙感影像數據進行解譯之前，上述方法還包括獲取基礎數據；以及利用基礎數據對衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理。進一步地，在利用基礎數據對衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理之後，上述方法還包括對糾正好的衛星遙感影像數據進行圖像融合處理以增強衛星遙感影像數據的空間解析度和光譜信息；以及對增強後的衛星遙感影像數據進行勻色處理。進一步地，對衛星遙感影像數據進行解譯，以提取衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據包括提取衛星遙感影像數據所反映的地面塌陷信息；和/或提取衛星遙感影像數據所反映的地裂縫信息。進一步地，通過地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據包括預先對小煤窯所產生的地表特徵進行分析；利用分析後的數據獲取小煤窯所產生的地表特徵反映在衛星遙感影像數據上的差異特徵；以及通過差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與小煤窯相關的信肩、O
進一步地，通過差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與小煤窯相關的信息包括利用不同的地表特徵在遙感影像上反映的波譜信息不同，對衛星遙感影像數據上的特徵要素進行分析，以確定小煤窯的位置和分布範圍。為了實現上述目的，根據本發明的另一方面，提供了一種小煤窯監測裝置。該裝置用於執行本發明提供的任意一種小煤窯監測方法。根據本發明的一種小煤窯監測裝置包括第一獲取模塊，用於獲取衛星遙感影像數據；提取模塊，用於對衛星遙感影像數據進行解譯，以提取衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據；以及監測模塊，用於通過地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據。進一步地，上述裝置還包括第二獲取模塊，用於獲取基礎數據；以及糾正模塊，用於利用基礎數據對衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理。
進一步地，上述裝置還包括增強模塊，用於對糾正好的衛星遙感影像數據進行圖像融合處理以增強衛星遙感影像數據的空間解析度和光譜信息；以及勻色模塊，用於對增強後的衛星遙感影像數據進行勻色處理。進一步地，提取模塊包括第一提取子模塊，用於提取衛星遙感影像數據所反映的地面塌陷信息；和/或第二提取子模塊，用於提取衛星遙感影像數據所反映的地裂縫信息。進一步地，監測模塊包括分析子模塊，用於預先對小煤窯所產生的地表特徵進行分析；第一獲取子模塊，用於利用分析後的數據獲取小煤窯所產生的地表特徵反映在衛星遙感影像數據上的差異特徵；以及第二獲取子模塊，用於通過差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與小煤窯相關的信息。進一步地，第二獲取子模塊用於利用不同的地表特徵在遙感影像上反映的波譜信息不同，對衛星遙感影像數據上的特徵要素進行分析，以確定小煤窯的位置和分布範圍。為了實現上述目的，根據本發明的再一方面，提供了一種數據處理設備，該數據處理設備包括本發明的任一種小煤窯監測裝置。通過本發明，由於採用對衛星獲取的遙感影像數據進行處理，獲得小煤窯的監測數據的方法，從而解決了現有了技術中的小煤窯監測方法難以達到快速準確的調查需求的問題，進而達到了快速準確對小煤窯進行監測的效果。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I是根據本發明實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖；圖2是根據本發明第一優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖；圖3是根據本發明第二優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖；圖4a至4c是根據本發明第三優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框5是根據本發明第四優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖；圖6是根據本發明實施例的小煤窯監測方法的流程圖；以及圖7是根據本發明優選實施例的小煤窯監測方法的流程圖。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。 本發明實施例提供了一種小煤窯監測裝置。 圖I是根據本發明實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖。如圖I所示，該小煤窯監測裝置包括第一獲取模塊11、提取模塊12和監測模塊13。第一獲取模塊11用於獲取衛星遙感影像數據。提取模塊12用於對衛星遙感影像數據進行解譯，以提取衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據。監測模塊13用於通過地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據。在本實施例中，通過對衛星獲取的遙感影像數據進行處理，獲得小煤窯的監測數據，達到了快速準確對小煤窯進行監測的效果。圖2是根據本發明第一優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖。該實施例可以作為上述實施例的優選實施方式。如圖2所示，該小煤窯監測裝置除了包括第一獲取模塊11、提取模塊12和監測模塊13之外，還包括第二獲取模塊14和糾正模塊15。第二獲取模塊14用於獲取基礎數據。糾正模塊15用於利用基礎數據對衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理。在該實施例中，通過對衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理，使衛星遙感影像數據更加準確，從而可以達到更準確的檢測結果。圖3是根據本發明第二優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖。該實施例可以作為上述實施例的優選實施方式。如圖3所示，該小煤窯監測裝置除了包括第一獲取模塊11、提取模塊12和監測模塊13之外，還包括增強模塊16和勻色模塊17。增強模塊16用於對糾正好的衛星遙感影像數據進行圖像融合處理以增強衛星遙感影像數據的空間解析度和光譜信息。勻色模塊17用於對增強後的衛星遙感影像數據進行勻色處理。在該實施例中，通過對糾正好的衛星遙感影像數據進行圖像融合處理和勻色處理，使衛星遙感影像數據更加準確，從而可以達到更準確的檢測結果。圖4是根據本發明第三優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖。該實施例可以作為上述實施例的優選實施方式。如圖4a、4b和4c所示，該小煤窯監測裝置包括第一獲取模塊11、提取模塊12和監測模塊13，其中，提取模塊12包括第一提取子模塊122和/或第二提取子模塊124。第一提取子模塊122用於提取衛星遙感影像數據所反映的地面塌陷信息。第二提取子模塊124用於提取衛星遙感影像數據所反映的地裂縫信息。在該實施例中，結合地面塌陷信息和地裂縫信息確定小煤窯的影響範圍，提高了小煤窯監測的精度。圖5是根據本發明第四優選實施例的小煤窯監測裝置的結構框圖。該實施例可以作為上述實施例的優選實施方式。
如圖5所示，該小煤窯監測裝置包括第一獲取模塊11、提取模塊12和監測模塊13，其中，監測模塊13包括分析子模塊132、第一獲取子134和第二獲取子模塊136。分析子模塊132用於預先對小煤窯所產生的地表特徵進行分析。第一獲取子模塊134用於利用分析後的數據獲取小煤窯所產生的地表特徵反映在衛星遙感影像數據上的差異特徵。第二獲取子模塊136用於通過差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與小煤窯相關的彳目息。在該實施例中，通過分析衛 星遙感影像數據上的差異特徵，獲取與小煤窯相關的信息，該方法通過計算機的數據處理，排除人的主觀因素，得到了更加客觀準確的小煤窯相關的彳目息。優選地，第二獲取子模塊136用於利用不同的地表特徵在遙感影像上反映的波譜信息不同，對衛星遙感影像數據上的特徵要素進行分析，以確定小煤窯的位置和分布範圍。在該實施例中，通過不同的地表特徵在遙感影像上反映的不同波譜信息，對衛星遙感影像數據上的特徵要素進行分析，以確定小煤窯的位置和分布範圍，該方法相比於野外實地的勘測，避免了不同地理環境對勘測的影響，提高了勘測的精度。本發明實施例提供了一種數據處理設備，該數據處理設備可以包括本發明提供的任意一種小煤窯監測裝置，或者，使得該小煤窯監測裝置運行於該數據處理設備之上，以使得該數據處理設備能夠獲取高解析度衛星遙感影像數據，並結合獲取的衛星遙感影像數據和煤層地質資料進行遙感解譯綜合分析，以確定小煤窯產生的地質環境影響區域，進而，達到對小煤窯進行監測的目的。相比於現有技術的人工野外勘探，該設備能夠對衛星遙感數據進行快速全面的分析以得到與小煤窯相關的監測數據，同時由於整個監測過程的數據處理都能夠在計算機上實現，因此，監測結果更加客觀和準確。監測結果還可以為礦區安全生產提供可靠的技術依據，或者作為礦山地質環境監測和評估的重要技術手段。上述衛星遙感影像數據可以是光學衛星遙感影像數據。本發明實施例還提供了一種小煤窯監測方法，該方法可以基於上述的小煤窯監測裝置來執行。圖6是根據本發明實施例的小煤窯監測方法的流程圖。如圖6所示，該小煤窯監測方法包括如下的步驟S602至步驟S606。步驟S602，獲取衛星遙感影像數據。高解析度衛星遙感對待測區域進行掃描後，會生成高解析度的衛星遙感數據。在本實施例中，衛星遙感數據的空間解析度優於I米，如worldview衛星遙感數據。為了達到影像數據精確定位的效果，在獲取衛星遙感影像數據之後，還可以搜集一些基礎數據然後利用基礎數據對衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理，這裡所說的基礎數據資料主要包括大比例尺地形圖、數字高程模型(DEM)和已有控制點等資料。為了進一步提高影像的視覺效果和地理定位精度，可以進行圖像融合和勻色的處理，例如在利用基礎數據對衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理之後，對糾正好的衛星遙感影像數據進行圖像融合處理以增強衛星遙感影像數據的空間解析度和光譜信息，然後對增強後的衛星遙感影像數據進行勻色處理。經過這些處理，可以增強影像空間解析度和光譜信息，而且使整幅影像達到色彩均衡、明暗反差適中和紋理清晰的效果。
步驟S604，對衛星遙感影像數據進行解譯，以提取衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據。由於不同的地表特徵在遙感影像上反映的波譜信息不同，即不同地表特徵在影像上的表現的特徵不同，如紋理特徵、亮度對比、色彩差異以及幾何形狀等，因此，在接收到衛星遙感影像數據後，可以通過人機互動的方式對衛星遙感影像進行解譯，具體包括對遙感影像上的紋理特徵、亮度對比、色彩差異以及幾何形狀等特徵要素進行綜合分析。優選地，步驟S604可以包括以下的步驟S6042和步驟S6044。步驟S6042，提取衛星遙感影像數據所反映的地面塌陷信息。步驟S6044，提取衛星遙感影像數據所反映的地裂縫信息。在執行步驟S604時，既可以單獨執行步驟S6042或步驟S6044，也可以對兩個步驟都執行。由於小煤窯所在區域會產生地面塌陷，該地面塌陷會引起周邊地表拉裂，通過該周邊地表拉裂以及以往的煤層開採地質資料，可以初步確定小煤窯開採對於礦山環境的影響範圍，為小煤窯調查監測提供客觀依據。根據上述對遙感影像上的紋理特徵、亮度對比、色彩差異以及幾何形狀等特徵要素進行綜合分析得到的分析結果可以設置地面塌陷、地面漏鬥以及地裂縫的遙感解譯標識，然後通過設置的遙感解譯標識，可以採集到整個區域的遙感影像中的地面塌陷、地面漏鬥和地裂縫等地表特徵信息，通過地面塌陷信息、地面漏鬥信息和地裂縫信息的至少之一對小煤窯的影響範圍進行確定，提高了確定的精度。同時，地面塌陷信息和地裂縫信息等，結合高解析度衛星遙感數據的綜合解譯成果，可以確定重點區域，從而確定小煤窯的影響範圍。在此基礎上，對塌陷漏鬥和沉降帶周邊拉裂地表特徵的遙感解譯分析，將該分析結果結合以往的煤層開採的裁決工程圖、地質圖等地質資料，排除一些幹擾信息，可以最終確定小煤窯開採對於礦山環境的影響範圍。步驟S606，通過地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據。優選地，步驟S606可以包括步驟S6062至步驟S6066。步驟S6062，預先對小煤窯所產生的地表特徵進行分析。步驟S6064，利用分析後的數據獲取小煤窯所產生的地表特徵反映在衛星遙感影像數據上的差異特徵。步驟S6066，通過差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與小煤窯相關的信息。例如，利用不同的地表特徵在遙感影像上反映的波譜信息不同，對衛星遙感影像數據上的特徵要素進行分析，以確定小煤窯的位置和分布範圍。該方法相比於野外實地的勘測，避免了不同地理環境對勘測的影響，提高了勘測的精度。在以上三個步驟中，通過分析衛星遙感影像數據上的差異特徵，獲取與小煤窯相關的信息，該方法通過計算機的數據處理，排除人的主觀因素，得到了更加客觀準確的小煤窯相關的信息。
本實施例利用高解析度衛星遙感影像數據，由於小煤窯產生的特殊的地面特徵反映在遙感影像中會有特徵信息，通過遙感影像解譯提取出這一特徵信息，分析出地面塌陷的分布範圍，根據地面塌陷類型和塌陷強度，再結合煤層地質資料，綜合預測小煤窯所在的位置及影響範圍。
圖7是根據本發明優選實施例的小煤窯監測方法的流程圖，綜上所述，在本實施例中，高解析度衛星遙感對待測區域進行掃描，生成高解析度衛星遙感數據。小煤窯監測設備獲取來自上述衛星的高解析度衛星遙感數據後，結合基礎數據資料，進行數字圖像處理，從而初步確定小煤窯的位置和分布範圍，再結合以往地質資料進行綜合分析，確定小煤窯影響範圍，最終編制小煤窯遙感調查監測報告。本發明實施例通過對衛星獲取的遙感影像數據進行處理，獲得小煤窯的監測數據，達到了快速準確對小煤窯進行監測的效果。
相比現有技術，本發明實施例具有以下優點。1，通過本發明實施例，能夠及時準確、全面深入地查明小煤窯的數量位置以及地下開採影響範圍，為煤礦安全生產提供技術支持。2，本發明實施例獲取的衛星數據準確、定位精度高、現勢性強，分析過程客觀而且數據讀取直觀。3，採用本發明實施例，避免勘測工作中的人身危險，為勘測人員的安全提供保障。顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別製作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟製作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制於任何特定的硬體和軟體結合。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種小煤窯監測方法，其特徵在於，包括 獲取衛星遙感影像數據； 對所述衛星遙感影像數據進行解譯，以提取所述衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據；以及 通過所述地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據。
2.根據權利要求I所述的小煤窯監測方法，其特徵在於，在獲取衛星遙感影像數據之後，以及在對所述衛星遙感影像數據進行解譯之前，所述方法還包括 獲取基礎數據；以及 利用所述基礎數據對所述衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理。
3.根據權利要求2所述的小煤窯監測方法，其特徵在於，在利用所述基礎數據對所述衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理之後，所述方法還包括 對糾正好的衛星遙感影像數據進行圖像融合處理以增強所述衛星遙感影像數據的空間解析度和光譜信息；以及 對增強後的衛星遙感影像數據進行勻色處理。
4.根據權利要求I所述的小煤窯監測方法，其特徵在於，對所述衛星遙感影像數據進行解譯，以提取所述衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據包括 提取所述衛星遙感影像數據所反映的地面塌陷信息；和/或 提取所述衛星遙感影像數據所反映的地裂縫信息。
5.根據權利要求I所述的小煤窯監測方法，其特徵在於，通過所述地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據包括 預先對小煤窯所產生的地表特徵進行分析； 利用分析後的數據獲取所述小煤窯所產生的地表特徵反映在所述衛星遙感影像數據上的差異特徵；以及 通過所述差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與所述小煤窯相關的信息。
6.根據權利要求5所述的小煤窯監測方法，其特徵在於，通過所述差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與所述小煤窯相關的信息包括利用不同的地表特徵在遙感影像上反映的波譜信息不同，對所述衛星遙感影像數據上的特徵要素進行分析，以確定小煤窯的位置和分布範圍。
7.一種小煤窯監測裝置，其特徵在於，包括 第一獲取模塊，用於獲取衛星遙感影像數據； 提取模塊，用於對所述衛星遙感影像數據進行解譯，以提取所述衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據；以及 監測模塊，用於通過所述地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據。
8.根據權利要求7所述的小煤窯監測裝置，其特徵在於，還包括 第二獲取模塊，用於獲取基礎數據；以及 糾正模塊，用於利用所述基礎數據對所述衛星遙感影像數據進行幾何糾正處理。
9.根據權利要求8所述的小煤窯監測裝置，其特徵在於，還包括 增強模塊，用於對糾正好的衛星遙感影像數據進行圖像融合處理以增強所述衛星遙感影像數據的空間解析度和光譜信息；以及勻色模塊，用於對增強後的衛星遙感影像數據進行勻色處理。
10.根據權利要求7所述的小煤窯監測裝置，其特徵在於，所述提取模塊包括 第一提取子模塊，用於提取所述衛星遙感影像數據所反映的地面塌陷信息；和/或 第二提取子模塊，用於提取所述衛星遙感影像數據所反映的地裂縫信息。
11.根據權利要求7所述的小煤窯監測裝置，其特徵在於，所述監測模塊包括 分析子模塊，用於預先對小煤窯所產生的地表特徵進行分析； 第一獲取子模塊，用於利用分析後的數據獲取所述小煤窯所產生的地表特徵反映在所述衛星遙感影像數據上的差異特徵；以及 第二獲取子模塊，用於通過所述差異特徵在衛星遙感影像數據中獲取與所述小煤窯相關的彳目息。
12.根據權利要求11所述的小煤窯監測裝置，其特徵在於，所述第二獲取子模塊用於利用不同的地表特徵在遙感影像上反映的波譜信息不同，對所述衛星遙感影像數據上的特徵要素進行分析，以確定小煤窯的位置和分布範圍。
13.一種數據處理設備，其特徵在於，包括權利要求7至12中任一項所述的小煤窯監測>j-U ρ α裝直。
全文摘要
本發明公開了一種小煤窯監測方法及裝置和數據處理設備，該小煤窯監測方法包括獲取衛星遙感影像數據；對衛星遙感影像數據進行解譯，以提取衛星遙感影像數據所反映的地表特徵數據；以及通過地表特徵數據獲取小煤窯的監測數據。通過本發明，達到了快速準確對小煤窯進行監測的效果。
文檔編號G01V8/02GK102621591SQ201210092039
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優先權日2012年3月30日
發明者孟淑英, 張志峰, 張敦芳, 李程, 王瑞國, 白璐, 趙福明 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華地質勘查有限責任公司