煤田自燃灾害遥感信息与区域地质综合研究

【摘要】： 煤层自燃是煤炭资源的主要危害之一,它对煤层的破坏作用巨大,导致自燃煤层周围煤炭资源的开采困难和贬值,同时也对生态环境产生了恶劣影响。在全球范围内,许多煤田都存在煤层自燃问题。由于我国西北地区煤田特殊的地理位置以及适宜的气候条件,使中国成为世界上煤田自燃灾害最为严重的国家。 我国大面积煤田火灾主要分布在新疆、内蒙古和宁夏等地区,给我国煤炭资源及生态环境造成很大损失和破坏,监测和治理煤火已成为亟待解决的问题。因此本文在充分研究掌握煤田区域地质特征基础上,选择具有代表性的内蒙古古拉本地区进行重点研究,以遥感技术和煤田火区自燃研究的新技术、新方法为指导思想,结合区域地质结构构造特征,应用高光谱遥感图像、TM遥感图像等多种遥感图像,重点研究区域地质构造对煤火的控制作用、高光谱图像的预处理、热红外和烧变岩信息提取等,掌握高光谱遥感在煤田自燃领域的研究方法,达到煤火有效监测的目的。 通过对内蒙古古拉本矿区煤田火区进行区域地质和遥感信息的综合研究,所取得的主要进展如下: 1.利用高光谱夜航图像进行了火区的准确定位从宏观上准确圈定了火区范围、温度异常区范围、高温异常区范围。 2.利用夜航航空高光谱扫描图像进行了地物红外辐射温度反演。研究表明大于70℃的区域可作为高温异常区。图像辐射温度的大小不仅与实际辐射温度高低有关,还与热异常面积有关。 3.根据高光谱遥感图像各波段包含的信息量、波段间的相关性及影像中各地物亮度值光谱曲线的差异性来进行最佳波段选择,以达到遥感数据各地物的有效分类,弥补了以往波段选择的不足之处,取得了较好的效果。 4.首次从区域构造角度对古拉本地区煤层的分布以及煤田自燃特征进行了分析,认为区域地质对煤田自燃的控制起着决定性的作用。 5.对研究区的高光谱遥感数据进行了多种方法的预处理,使图像质量得到很大改善,为后续信息提取研究提供了良好的信息源。 6.对研究区广泛发育的烧变岩信息进行了提取研究。 7.采用热红外遥感图像对煤火异常信息进行了分析和处理,甄别出了重要的热异常信息。