基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法技术

本发明专利技术涉及煤矿火灾预防技术领域，且公开了一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，包括选取典型火区采用单通道算法对煤田地表温度进行反演，设定火灾发生温度阈值，提取煤田火区的空间分布，精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律。该基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，通过选取典型矿区进行煤田地表温度与碳排放关系测算模拟，测量温度后进行记录并制备成折线图，根据采集的地表温度变化结合碳排放进行预测模拟地表温度变化示意图，根据不同地区与季节设定温度阈值，提取各煤田火灾空间分布图，进而精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律，为煤矿防火工作做出有效的措施，进一步降低了火灾发生率。降低了火灾发生率。

【技术实现步骤摘要】
基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法


[0001]本专利技术涉及煤矿火灾预防
，具体为一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法。

技术介绍

[0002]煤火是埋藏在地下的煤层由于自然或人为因素燃烧，随着时间演变成大规模的煤田火灾的现象，它是人与自然共同作用的一种灾害，美国、中国、印度、印度尼西亚等世界上很多国家都存在着严重的煤火问题，煤火不但引发地表下沉、地面裂隙、土壤恶化等生态环境问题，同时煤火释放的气体也造成了严重的大气环境污染，煤中的可燃质是多种复杂的高分子有机化合物的混合物，主要包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、硫(S)元素的化合物，它们与氧气发生燃烧反应时放出热量，同时释放出多种气体以及大量悬浮微粒，这些气体包括CO，CH4，CO2，H2S，SO，NOx，CxHy。煤火排放的这些气体不但是矿井的安全隐患，同时也严重污染了大气环境，诱发呼吸系统疾病，影响区域人居环境；随着卫星遥感观测技术的成熟和在轨大气观测任务的推进，对大气CH4、CO2等温室气体浓度变化的观测不再受制于传统的地面观测，卫星遥感观测所具有的高时空分辨率优势已使其成为获取全球和区域大气温室气体浓度变化数据的主要手段之一，本申请现提出一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法。

技术实现思路

[0003]技术方案
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，包括选取典型火区采用单通道算法对煤田地表温度进行反演，设定火灾发生温度阈值，提取煤田火区的空间分布，精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律。
[0005]优选的，所述单通道算法包括地表温度反演参数计算，具体实施包括对Landsat8进行预处理，使用ENVI软件对原始数据进行辐射定标和FLAASH大气校正，之后对图像进行裁剪；然后计算归一化植被指数(NDVI)，并使用NDVI
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法计算地表比辐射率，接着使用Jim
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Munoz提出的普适性单通道算法，对研究区域的热红外影像进行地表温度反演。
[0006]优选的，所述设定火灾发生温度阈值时根据不同季节的外界温度、地表比辐射率、大气透过率有所不同，在影像上提取的煤火信息随季节会有所变化来设定温度阈值。
[0007]优选的，所述煤田地表温度进行反演包含辐射测量校准、flaash大气校正、NDVI的计算、表面火灾发生率计算、表面黑体发生率和表面温度的计算。
[0008]优选的，所述评估方法如下：
[0009]S101、选取典型矿区进行煤田地表温度与碳排放关系测算模拟；
[0010]S102、测量温度后进行记录并制备成折线图；
[0011]S103、根据采集的地表温度变化结合碳排放进行预测模拟地表温度变化示意图；
[0012]S104、根据不同地区与季节设定温度阈值；
[0013]S105、提取各煤田火灾空间分布图；
[0014]S106、进而精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律。
[0015]与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，具备以下有益效果：
[0016]该基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，通过选取典型矿区进行煤田地表温度与碳排放关系测算模拟，测量温度后进行记录并制备成折线图，根据采集的地表温度变化结合碳排放进行预测模拟地表温度变化示意图，根据不同地区与季节设定温度阈值，提取各煤田火灾空间分布图，进而精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律，为煤矿防火工作做出有效的措施，进一步降低了火灾发生率。
具体实施方式
[0017]下面将对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，包括选取典型火区采用单通道算法对煤田地表温度进行反演，设定火灾发生温度阈值，提取煤田火区的空间分布，精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律。
[0019]进一步的，所述单通道算法包括地表温度反演参数计算，具体实施包括对Landsat8进行预处理，使用ENVI软件对原始数据进行辐射定标和FLAASH大气校正，之后对图像进行裁剪；然后计算归一化植被指数(NDVI)，并使用NDVI
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法计算地表比辐射率，接着使用Jim
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Munoz提出的普适性单通道算法，对研究区域的热红外影像进行地表温度反演。
[0020]进一步的，所述设定火灾发生温度阈值时根据不同季节的外界温度、地表比辐射率、大气透过率有所不同，在影像上提取的煤火信息随季节会有所变化来设定温度阈值。
[0021]进一步的，所述煤田地表温度进行反演包含辐射测量校准、flaash大气校正、NDVI的计算、表面火灾发生率计算、表面黑体发生率和表面温度的计算。
[0022]进一步的，所述评估方法如下：
[0023]S101、选取典型矿区进行煤田地表温度与碳排放关系测算模拟；
[0024]S102、测量温度后进行记录并制备成折线图；
[0025]S103、根据采集的地表温度变化结合碳排放进行预测模拟地表温度变化示意图；
[0026]S104、根据不同地区与季节设定温度阈值；
[0027]S105、提取各煤田火灾空间分布图；
[0028]S106、进而精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律。
[0029]工作原理：该基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，通过选取典型矿区进行煤田地表温度与碳排放关系测算模拟，测量温度后进行记录并制备成折线图，根据采集的地表温度变化结合碳排放进行预测模拟地表温度变化示意图，根据不同地区与季节设定温度阈值，提取各煤田火灾空间分布图，进而精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律，为煤矿防火工作做出有效的措施，进一步降低了火灾发生率。
[0030]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，其特征在于：包括选取典型火区采用单通道算法对煤田地表温度进行反演，设定火灾发生温度阈值，提取煤田火区的空间分布，精确分析典型火区CO2和CH4排放的影响规律。2.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，其特征在于：所述单通道算法包括地表温度反演参数计算，具体实施包括对Landsat8进行预处理，使用ENVI软件对原始数据进行辐射定标和FLAASH大气校正，之后对图像进行裁剪；然后计算归一化植被指数(NDVI)，并使用NDVI
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Munoz提出的普适性单通道算法，对研究区域的热红外影像进行地表温度反演。3.根据权利要求1所述的一种基于卫星遥感的煤火对CO2和CH4气体排放的影响评估方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭波，邵壮壮，李小孟，李天泽，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：