一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法技术

本发明专利技术提供了一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法，包括以下步骤：确定测区范围并设计无人机倾斜摄影航线以采集热红外图像及对应的GPS信息，对热红外图像进行批量化预处理并确定温度数据和色标尺颜色RGB值的对应关系，选择提取算法后计算高斯DOG金字塔的响应值图像以及特征点所处的位置和对应的尺度，采用RANSAC算法匹配特征点后通过参数计算获得TIN，利用TIN构建白模并映射纹理，采用图像色彩RGB值提取算法提取RGB值并转化为温度数据，完成构建后定位火区高温点。本发明专利技术可行性高，探测精度高，在三维可视化层面下，定位火区位置、圈定火区范围，进而指导灭火工程设计，提高灭火工作的针对性和经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法
本专利技术涉及一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法，主要适用于煤田火灾和矸石山火灾等煤自燃火区地表分布范围的探测。
技术介绍
煤田火灾是全球性灾害，在各主要采煤国家均有分布，其中我国是世界上煤火最为严重的国家，对我国能源战略安全造成了严重威胁。此外，在我国国有重点煤矿所属的1700多座煤矸石山中，约有1/3正在发生燃烧，矸石山自燃造成的人员伤亡事故和环境污染事件呈现出逐年上升的态势，随之带来的安全和生态问题日益凸显。煤田火灾和矸石山火灾等煤自燃灾害给矿山的安全生产和环境保护带来了较大压力，成为当前亟待破解的难题。因此，对其的高效治理是从源头上避免人员伤亡和设备损失、防止大气污染的必然途径。此外，在该领域灭火工程实施的前提是要找准自燃火区位置和分布范围，从而有针对性地实施注水注浆、剥离覆盖等灭火工程。所以煤自燃火区的精准识别是灭火工程的先决条件和基础支撑，火区识别的精准性对于提高防灭火工程的有效性、经济性具有十分重要的现实意义。目前国内外用于煤田火灾和矸石山火灾探测的方法主要有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法，其特征在于：包括飞行器及搭载在飞行器上的热红外传感器；具体包括以下步骤：/n（1）确定测区范围，设计飞行器倾斜摄影航线，确定参数，在测区内完成热红外倾斜摄影工作，采集热红外图像及对应的GPS信息；/n（2）析离、压制热红外图像噪声和干扰，提高图像信噪比；将一个测区内获得的所有热红外图像的色标尺模式、上下阈值进行批量化全局统一；将一个测区内获得的所有热红外图像的温度分布模式统一调整为温度线性模式，确定温度数据和色标尺颜色RGB值的对应关系；/n（3）提取热红外图像特征点并生成多尺度影像，计算得到高斯DOG金字塔的响应值图像以及特征点所处的位置...

【技术特征摘要】
1.一种煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法，其特征在于：包括飞行器及搭载在飞行器上的热红外传感器；具体包括以下步骤：
（1）确定测区范围，设计飞行器倾斜摄影航线，确定参数，在测区内完成热红外倾斜摄影工作，采集热红外图像及对应的GPS信息；
（2）析离、压制热红外图像噪声和干扰，提高图像信噪比；将一个测区内获得的所有热红外图像的色标尺模式、上下阈值进行批量化全局统一；将一个测区内获得的所有热红外图像的温度分布模式统一调整为温度线性模式，确定温度数据和色标尺颜色RGB值的对应关系；
（3）提取热红外图像特征点并生成多尺度影像，计算得到高斯DOG金字塔的响应值图像以及特征点所处的位置和对应的尺度；
（4）进行热红外图像参考影像特征点与目标影像特征点间的正确匹配，根据特征点的坐标求解影像变换模型的参数，根据飞行器所获取的GPS/INS数据作为初始值，进行空中三角测量平差加密处理，得到TIN；
（5）利用TIN构成白模，从飞行器在测区范围内获得的热红外图像中先去除原始图像中无法满足纹理计算的部分图像再计算对应的纹理，并将纹理映射到对应的白模上，生成纹理化的煤自燃火区三维温度场模型；
（6）提取三维温度场模型中各像素点的RGB值，并通过步骤（2）中获得的温度数据和色标尺颜色RGB值的对应关系，将各像素点的RGB值转化为温度数据，实现三维温度场模型的数字化；
（7）根据煤自燃火区三维温度场模型，定位火区高温点位置和范围，制定灭火方案。


2.根据权利要求1所述的煤田火灾及矸石山火灾三维温度场数字化成像方法，其特征在于：所述热红外传感器分辨率至少为640像素×512像素。
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【专利技术属性】
技术研发人员：邵振鲁，王德明，仲晓星，李逸舟，邓榕，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32