专利名称：矿区煤火的监测方法和装置及数据处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及勘测领域，具体而言，涉及一种矿区煤火的监测方法和装置及数据处理设备。
背景技术：
矿区煤火是由煤层燃烧形成的，现有的矿区煤火的监测方法是通过遥感、钻探、物探、实地调查相结合的方法来圈定煤火分布区，判断煤火燃烧中心，高光谱热红外数据波段数偏少，空间分辨率偏低，日间遥感数据受大气反射干扰影响大。特别是建筑物与煤田火区温度都较高，在热红外遥感影像中难以区分。针对现有技术中矿区煤火的监测方法精确度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容
本发明提供了一种矿区煤火的监测方法和装置及数据处理设备，以至少解决现有技术中矿区煤火的监测方法精确度较低的问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种矿区煤火的监测方法。根据本发明的矿区煤火的监测方法包括获取目标区域的热红外影像；获取与热红外影像中的DN值信息对应的温度信息；获取与温度信息对应的发射率信息；根据温度信息确定目标区域中的第一范围；以及根据发射率信息在第一范围中确定煤火范围。进一步地，获取与热红外影像中的DN值信息对应的温度信息包括获取与DN值信息对应的辐射亮度信息；以及获取与辐射亮度信息对应的温度信息。进一步地，获取DN值信息对应的辐射亮度信息包括对热红外影像进行辐射校正以获取DN值信息和辐射亮度信息的对应关系；以及根据对应关系获取与DN值信息对应的辐射亮度信息。进一步地，获取与辐射亮度信息对应的温度信息包括通过发射率归一化算法获取与辐射亮度信息对应的温度信息。进一步地，通过发射率归一化算法获取与辐射亮度信息对应的温度信息包括
根据以下公式获取与辐射亮度信息对应的温度信息:τλ=|( η德f+1)) ,T'=
max(TA)，其中，T为绝对温度，T,为反演之后的温度值，R为测定的实际辐射亮度值，C1 =3. 74X10_16Wm2，C2 = 1.44X 104 ym K，ε max为给定的发射率最大值，λ为波长。进一步地，获取与温度信息对应的发射率信息包括根据以下公式获取与温度信
息对应的发射率信息= ^LpicJm^1)，ε = I，其中，B为黑体辐射亮度值，入为波
长，h为普朗克常数，h = 6. 63 X KT34Ws2，c为光速，c = 2. 99 X 10W1, k为玻尔兹曼常数，k = I. 38 X ΙΟ-23 1，R为测定的实际辐射亮度值，ε为发射率。
进一步地，根据温度信息确定目标区域中的第一范围包括获取煤火温度对应的温度区间；以及获取热红外影像中温度区间对应的第一范围，根据发射率信息在第一范围中确定煤火范围包括获取煤火的发射率信息；通过煤火的发射率信息确定第一范围中的煤火范围，其中，第一范围中与煤火的发射率相同的位置在煤火范围之内。为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种矿区煤火的监测装置，该装置用于执行本发明提供的任意一种矿区煤火的监测方法。根据本发明的另一方面，提供了一种矿区煤火的监测装置。该矿区煤火的监测装置包括第一获取单元，用于获取目标区域的热红外影像；第二获取单元，用于获取与热红外影像中的DN值信息对应的温度信息；第三获取单元，用于获取与温度信息对应的发射率信息；第一确定单元，用于根据温度信息确定目标区域中的第一范围；以及第二确定单元，用于根据发射率信息在第一范围中确定煤火范围。进一步地，第二获取单元包括第一获取子单元，用于获取与DN值信息对应的辐射亮度信息；以及第二获取子单元，用于获取与辐射亮度信息对应的温度信息。进一步地，第一获取子单元包括第一获取模块，用于对热红外影像进行辐射校正以获取DN值信息和辐射亮度信息的对应关系；以及第二获取模块，用于根据对应关系获取与DN值信息对应的辐射亮度信息。进一步地，第二获取子单元还用于通过发射率归一化算法获取与辐射亮度信息对应的温度信息。进一步地，第二获取子单元还用于根据以下公式获取与辐射亮度信息对应的温度
信息:
权利要求
1.一种矿区煤火的监测方法，其特征在于，包括 获取目标区域的热红外影像； 获取与所述热红外影像中的DN值信息对应的温度信息； 获取与所述温度信息对应的发射率信息； 根据所述温度信息确定所述目标区域中的第一范围；以及 根据所述发射率信息在所述第一范围中确定煤火范围。
2.根据权利要求I所述的矿区煤火的监测方法，其特征在于，获取与所述热红外影像中的DN值信息对应的温度信息包括 获取与DN值信息对应的辐射亮度信息；以及 获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息。
3.根据权利要求2所述的矿区煤火的监测方法，其特征在于，获取DN值信息对应的辐射亮度信息包括 对所述热红外影像进行辐射校正以获取DN值信息和辐射亮度信息的对应关系；以及 根据所述对应关系获取与所述DN值信息对应的辐射亮度信息。
4.根据权利要求2所述的矿区煤火的监测方法，其特征在于，获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息包括 通过发射率归一化算法获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息。
5.根据权利要求4所述的矿区煤火的监测方法，其特征在于，通过发射率归一化算法获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息包括 根据以下公式获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息
6.根据权利要求5所述的矿区煤火的监测方法，其特征在于，获取与所述温度信息对应的发射率信息包括 根据以下公式获取与所述温度信息对应的发射率信息
7.根据权利要求I所述的矿区煤火的监测方法，其特征在于， 根据所述温度信息确定所述目标区域中的第一范围包括 获取煤火温度对应的温度区间；以及获取所述热红外影像中所述温度区间对应的第一范围， 根据所述发射率信息在所述第一范围中确定煤火范围包括 获取煤火的发射率信息； 通过所述煤火的发射率信息确定所述第一范围中的所述煤火范围，其中，所述第一范围中与煤火的所述发射率相同的位置在所述煤火范围之内。
8.—种矿区煤火的监测装置，其特征在于，包括 第一获取单元，用于获取目标区域的热红外影像； 第二获取单元，用于获取与所述热红外影像中的DN值信息对应的温度信息； 第三获取单元，用于获取与所述温度信息对应的发射率信息； 第一确定单元，用于根据所述温度信息确定所述目标区域中的第一范围；以及 第二确定单元，用于根据所述发射率信息在所述第一范围中确定煤火范围。
9.根据权利要求8所述的矿区煤火的监测装置，其特征在于，所述第二获取单元包括 第一获取子单元，用于获取与DN值信息对应的辐射亮度信息；以及 第二获取子单元，用于获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息。
10.根据权利要求9所述的矿区煤火的监测装置，其特征在于，所述第一获取子单元包括 第一获取模块，用于对所述热红外影像进行辐射校正以获取DN值信息和辐射亮度信息的对应关系；以及 第二获取模块，用于根据所述对应关系获取与所述DN值信息对应的辐射亮度信息。
11.根据权利要求9所述的矿区煤火的监测装置，其特征在于， 所述第二获取子单元还用于通过发射率归一化算法获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息。
12.根据权利要求11所述的矿区煤火的监测装置，其特征在于， 所述第二获取子单元还用于根据以下公式获取与所述辐射亮度信息对应的温度信息
13.根据权利要求12所述的矿区煤火的监测装置，其特征在于， 所述第三获取单元还用于根据以下公式获取与所述温度信息对应的发射率信息
14.根据权利要求8所述的矿区煤火的监测装置，其特征在于， 所述第一确定单元包括 第三获取子单元，用于获取煤火温度对应的温度区间；以及 第四获取子单元，用于获取所述热红外影像中所述温度区间对应的第一范围， 所述第二确定单元包括 第五获取子单元，用于获取煤火的发射率信息； 确定子单元，用于通过所述煤火的发射率信息确定所述第一范围中的所述煤火范围，其中，所述第一范围中与煤火的所述发射率相同的位置在所述煤火范围之内。
15.一种数据处理设备，其特征在于，包括权利要求8至14任一项所述的矿区煤火的监测装置。
全文摘要
本发明公开了一种矿区煤火的监测方法和装置及数据处理设备，该矿区煤火的监测方法包括获取目标区域的热红外影像；获取与热红外影像中的DN值信息对应的温度信息；获取与温度信息对应的发射率信息；根据温度信息确定目标区域中的第一范围；以及根据发射率信息在第一范围中确定煤火范围。通过本发明，由于不同物体的发射率不同，因此在通过温度信息确定了煤火和一些与煤火温度相近的物体，例如建筑物之后，再通过发射率对煤火和建筑物进行区分，得到煤火的准确范围，达到了准确监测矿区煤火的效果。
文档编号G01J5/00GK102879105SQ20121037223
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者韩玲玲, 郭衍游, 苏博伦, 马建伟, 田新光, 张国荣 申请人:中国神华能源股份有限公司, 神华地质勘查有限责任公司