一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，包括如下步骤；步骤S1：遥感影像预处理包括遥感影像获取以及基础资料收集；本发明专利技术，通过应用专业遥感影像软件，计算机和人工交互处理的方法，在多光谱遥感影像波段中应用提取红外波段；遥感影像以扫描方式获取的数字数据转存到一般数字计算机都可以读出的通用载体上，遥感图像处理要在专业图像处理系统中进行，通过提取的影像光谱特征判定地热的地表温度状态，判断光谱影像的异常特征区域是否与已经存在的地热温度异常空间分布是否相同，通过计算遥感影像的光谱动态变化，从而能够准确地判断地热区域范围，能够有效提高寻找和识别地热资源准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法
本专利技术涉及地热资源
，具体为一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法。
技术介绍
地热资源是一种清洁的可再生能源。储量大，使用方便，稳定性好，成本低。在旅游，供热，制冷，医疗，养殖等行业有着非常广阔的发展和应用前景。因此，规模化，合理化发展能够有效改善能源结构，提高可再生能源利用率，对节能减排工作起到重要作用。近年来，越来越多的高分辨率遥感传感器和空间技术得到迅速发展。特别是遥感传感器的分辨率有了很大提高。目前，高光谱遥感已成为国内外遥感研究领域的热点之一。遥感传感器获得的光谱分辨率可以达到纳米级，可以达到数百个光谱波段，并且还可以实现图像的成像范围。对于近红外，中红外和远红外光谱带，这些光谱范围对人眼是不可见的。由于高光谱图像的特点，不仅能够提供地物的空间几何信息，而且也可以提供人眼看不到的光谱信息。岩性变化信息可以以光谱信息的形式反映在遥感图像中；从遥感图像中提取矿物蚀变信息可作为判断该区岩性变化特征的重要手段。目前，我国使用的地热资源以高温地热发电形式使用，直接使用低温地热，整体利用率低，在对地热资源进行勘测判断时，样本数较少，准确率较低，因此，设计一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，通过应用专业遥感影像软件，计算机和人工交互处理的方法，在多光谱遥感影像波段中应用提取红外波段；遥感影像以扫描方式获取的数字数据转存到一般数字计算机都可以读出的通用载体上，遥感图像处理要在专业图像处理系统中进行，通过提取的影像光谱特征判定地热的地表温度状态，判断光谱影像的异常特征区域是否与已经存在的地热温度异常空间分布是否相同，通过计算遥感影像的光谱动态变化，从而能够准确地判断地热区域范围，能够有效提高寻找和识别地热资源准确率。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，包括如下步骤；步骤S1：遥感影像预处理包括遥感影像获取以及基础资料收集；选用根据遥感图像各波段的光谱特征，选择不同的波段组合，利用计算机对数字图像按一定的数学模式进行运算，即按一定的图像处理功能对该数字图像进行计算机处理，以增强和提取相关信息；步骤S2：根据高分一号多光谱遥感信息提取区域地热环境特征，建立解译标志；对遥感数据进行融合处理和多功能信息提取，以提高遥感图像的质量，最大限度地提取所需的地热异常信息；步骤S3：对landsat8热红外遥感进行温度提取，获得地表瞬时温度场信息，提取异常温度区域；步骤S4：根据已知地质情况、已知地热异常位置等，进行遥感地质解译的分析，并通过进行野外核查；步骤S5：综合热红外遥感信息、遥感地热背景特征信息进行遥感综合信息分析；并圈定地热异常区。作为本专利技术进一步的方案：遥感影像采用多光谱光学影像数据，特别是红外影像，能够反映温度异常；地热解译工作采用空间分辨率为2m的GF-1卫星数据，进行地质构造解译；采用Landsat8OLI数据进行地表温度异常提取。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S2中，遥感数字图像处理主要包括波段组合、图像校正、色调匹配、数据融合、图像镶嵌和各种增强处理等功能，通过以上处理过程，得到解译用遥感影像；对处理后的图像按相应标准分幅分割，也可以提供自由分幅的遥感影像图。作为本专利技术进一步的方案：1)图像校正包括：a、几何校正：几何校正直接以地形图为参照，与地理坐标配准，消除遥感图像的几何畸变，能显著改善数字图像的几何精度；以项目组提供的1：5万地形图为控制资料进行处理。几何校正在ENVI图像处理系统平台上进行，校正精度误差±1个像元；b、正射校正：正射校正基于影像载体的物理参数和地面高程，能消除传感器和相机旋转、地形高差引起的影像畸变，校正精度高；对影像数据进行正射校正，正射纠正采用ENVI图像处理完成；2)图像配准包括：由于多光谱波段与全色波段存在一定的位置误差，如果直接进行融合处理，则多光谱波段与全色波段上同名地物相离，产生错位，本次拟对数据的多光谱波段和全色波段进行波段配准处理：以全色波段为基准影像，选取控制点，进行多项式配准；配准时拟合多项式选用二次多项式，配准后的多光谱波段与全色波段之间的位置误差已基本消除，可以进行下一步的融合处理；3)彩色合成包括：指定3个不同类型的图像，如3个波段图像，分别赋予RGB三原色进行彩色合成，生成一幅彩色合成图像；4)影像融合包括：采用HSV融合方法进行图像的融合处理，融合图像在保留原色彩信息的同时，分辨率将大大提高，细部信息将更加清晰可辨；5)图像增强包括：图像信息增强包括以背景影像图制作为目的和以计算机自动信息提取为目的两种，前者包括反差增强、边缘增强、彩色增强、彩色变换增强，后者需进行多重图像处理，如比值运算、差值运算、K-L变换等，保留主要信息，最大限度地减少波段的相关性，达到增强或提取有用信息的目的。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S3中，遥感地表温度反演工作程序：根据对原始数据进行辐射定标、大气校正等预处理，计算地表比辐射率、相同温度下黑体的辐射亮度值，利用地表真实温度反演模型制作地表温度分布图；结合地质解译图和地表温度分布图对地热有利区进行综合预测；利用LANDSAT数据进行温度反演地表温度，主要利用的方法为单窗算法等，主要定义水体比发射率值，然后利用辐射传输方程逐步反演温度的一个步骤。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S4中，在进行野外核查时，可选用机载可见红外成像光谱仪进行野外核查。作为本专利技术进一步的方案：机载可见红外成像光谱仪包括固定顶架、安装腔、限位卡槽、安装组件、顶紧组件、机架、红外成像光谱仪本体、横梁杆和安装定位板，所述固定顶架的顶部端面中央开设有安装腔，所述红外成像光谱仪本体的顶部端面两侧均开设有两个限位卡槽，所述安装腔的两侧端面设置有顶紧组件，所述顶紧组件之间安装有机架，且机架的一端与限位卡槽连接，所述机架的底部端面固定安装有红外成像光谱仪本体，所述固定顶架的顶部端面两侧均固定安装有两个安装组件，且安装组件与机架连接，所述固定顶架的顶部端面两端均通过焊接固定安装有横梁杆，且横梁杆的底部一端固定安装有安装定位板；所述安装组件包括调节轴套、调节转轴、限位架、锁紧螺柱、缓冲弹簧和缓冲压板，所述调节轴套固定安装在固定顶架的顶部端面一侧，所述调节轴套的端面中央插接安装有调节转轴，且调节转轴的端面固定连接安装有限位架，所述限位架的端面另一侧插接安装有锁紧螺柱，且锁紧螺柱的一端穿过限位架与位于限位卡槽内部一侧的机架固定连接，所述缓冲弹簧固定安装在安装腔的内部，所述缓冲弹簧的顶部一端固定安装有缓冲压板，且缓冲压板的顶部端面与机架的底部端面固定连接。作为本专利技术进一步的方案：所述顶紧组件包括电动推杆、伸缩杆和防滑垫块，所述电动推杆固定安装在安装腔的内壁一侧，所述电动推杆的一端连接安装有伸缩杆，所述伸缩杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，其特征在于，包括如下步骤；/n步骤S1：遥感影像预处理包括遥感影像获取以及基础资料收集；选用根据遥感图像各波段的光谱特征，选择不同的波段组合，利用计算机对数字图像按一定的数学模式进行运算，即按一定的图像处理功能对该数字图像进行计算机处理，以增强和提取相关信息；/n步骤S2：根据高分一号多光谱遥感信息提取区域地热环境特征，建立解译标志；对遥感数据进行融合处理和多功能信息提取，以提高遥感图像的质量，最大限度地提取所需的地热异常信息；/n步骤S3：对landsat8热红外遥感进行温度提取，获得地表瞬时温度场信息，提取异常温度区域；/n步骤S4：根据已知地质情况、已知地热异常位置等，进行遥感地质解译的分析，并通过进行野外核查；/n步骤S5：综合热红外遥感信息、遥感地热背景特征信息进行遥感综合信息分析；并圈定地热异常区。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，其特征在于，包括如下步骤；
步骤S1：遥感影像预处理包括遥感影像获取以及基础资料收集；选用根据遥感图像各波段的光谱特征，选择不同的波段组合，利用计算机对数字图像按一定的数学模式进行运算，即按一定的图像处理功能对该数字图像进行计算机处理，以增强和提取相关信息；
步骤S2：根据高分一号多光谱遥感信息提取区域地热环境特征，建立解译标志；对遥感数据进行融合处理和多功能信息提取，以提高遥感图像的质量，最大限度地提取所需的地热异常信息；
步骤S3：对landsat8热红外遥感进行温度提取，获得地表瞬时温度场信息，提取异常温度区域；
步骤S4：根据已知地质情况、已知地热异常位置等，进行遥感地质解译的分析，并通过进行野外核查；
步骤S5：综合热红外遥感信息、遥感地热背景特征信息进行遥感综合信息分析；并圈定地热异常区。


2.根据权利要求1所述的基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，其特征在于，遥感影像采用多光谱光学影像数据，特别是红外影像，能够反映温度异常；地热解译工作采用空间分辨率为2m的GF-1卫星数据，进行地质构造解译；采用Landsat8OLI数据进行地表温度异常提取。


3.根据权利要求1所述的基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，其特征在于，所述步骤S2中，遥感数字图像处理主要包括波段组合、图像校正、色调匹配、数据融合、图像镶嵌和各种增强处理等功能，通过以上处理过程，得到解译用遥感影像；对处理后的图像按相应标准分幅分割，也可以提供自由分幅的遥感影像图。


4.根据权利要求3所述的基于多光谱光学遥感影像的地热区域判断方法，其特征在于，
1)图像校正包括：
a、几何校正：几何校正直接以地形图为参照，与地理坐标配准，消除遥感图像的几何畸变，能显著改善数字图像的几何精度；以项目组提供的1：5万地形图为控制资料进行处理。几何校正在ENVI图像处理系统平台上进行，校正精度误差±1个像元；
b、正射校正：正射校正基于影像载体的物理参数和地面高程，能消除传感器和相机旋转、地形高差引起的影像畸变，校正精度高；对影像数据进行正射校正，正射纠正采用ENVI图像处理完成；
2)图像配准包括：由于多光谱波段与全色波段存在一定的位置误差，如果直接进行融合处理，则多光谱波段与全色波段上同名地物相离，产生错位，本次拟对数据的多光谱波段和全色波段进行波段配准处理：以全色波段为基准影像，选取控制点，进行多项式配准；配准时拟合多项式选用二次多项式，配准后的多光谱波段与全色波段之间的位置误差已基本消除，可以进行下一步的融合处理；
3)彩色合成包括：指定3个不同类型的图像，如3个波段图像，分别赋予RGB三原色进行彩色合成，生成一幅彩色合成图像；
4)影像融合包括：采用HSV融合方法进行图像的融合处理，融合图像在保留原色彩信息的同时，分辨率将大大提高，细部信息将更加清晰可辨；
5)图像增强包括：图像信息增强包括以背景影像图制作为目的和以计算机自动信息提取为目的两种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雷，赵修军，常勤慧，张卓，周蕾蕾，田俊英，黄同新，
申请(专利权)人：河南省航空物探遥感中心，
类型：发明
国别省市：河南;41