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1、第24卷第6期山东国土资源2008年6月高光谱遥感在煤矿区的应用探讨3郑辉(兖州煤业股份有限公司,山东邹城273500)摘要:高光谱遥感在煤矿区具有广泛的应用潜力,在总结高光谱遥感技术发展及其应用现状的基础上,结合煤矿区资源环境特点,对数据获取、先验知识与光谱模型研建、定量模型建立、信息处理方法、精度评价等问题进行了分析,为应用高光谱遥感在煤矿区资源集约利用、生态环境保护、区域持续发展等方面的系统应用提供了技术和方法支持。关键词:高光谱遥感,煤矿区,定量反演,遥感分类中图分类号:P407.8文献标识码:A谱遥感应用现状的基础上,重点对高光谱遥感在煤0引言矿区的应用现状、发展方向以及若干关键技术
2、进行探讨,以期为高光谱遥感技术在煤矿区的应用提供近十年来,高光谱遥感作为一种新的、发展潜力技术和方法储备,服务于煤矿区资源环境保护与可巨大的遥感技术得到了快速发展,它与合成孔径雷持续发展的实现。达(SAR)、激光雷达(LIDAR)被视为21世纪最具[1～4]发展潜力的遥感信息获取技术。高光谱遥感信1高光谱遥感在煤矿区的应用方向息获取技术已经形成地面、航空和卫星同步发展的格局,光谱分辨率不断提高。在地面:已有多种实用煤矿区是以矿物开采、加工为主导产业发展起的地物光谱仪,并建立了针对不同对象、不同区域、来,从而使人口聚集在一起的特殊社区,是一种特定不同时相的地物光谱数据库,作为信息处理的基础地理范
3、围内的社会群体所在的区域,具有空间的有和参照;在航空:国外如AVIRIS,CERIS,HYPERI2限性和不连续性,如同村落、乡镇、城市一样,并有其ON等高光谱遥感信息都已经得到了广泛应用,国自身的特点。工矿区具有空间功能、集聚功能、联接内也在863项目的支持下设计了MAIS,OMIS,功能和传播功能,其属性包括社会性、地域性、体系PHI等传感器,并在不同区域获取了相关的试验数性和互动性。当前我国煤矿区普遍存在严重的生态据,初步取得一些应用。可以预言,在未来一段时间环境问题,而高光谱遥感则有望在监测、分析和解决[6～10]内,高光谱遥感信息获取技术将继续快速发展。这些问题中提供有效的技术支持(
4、图1)。高光谱遥感信息因其对地物光谱特征的精细表(1)矿区大气污染。一方面,大气污染直接影响达和描述方面的优越性,在光谱分析和数据处理技空气中微粒分布与构成,从而影响电磁波在空气中术支持下,能够提取关于目标构成、状态、异常方面的传输,利用特定波段可以实现对大气污染成分的的精细信息,达到目标识别、类别细分、状态诊断、异直接分析。另一方面,空气污染影响植被生长,在特常提取等目的,从而满足不同领域的应用需求。高定波长对植被光谱特性产生影响,因此通过对植被光谱遥感已在植被、农业、海洋、地质、城市等领域得光谱特征的定量诊断与分析可以反推大气污染。[5]到了一些应用,在资源环境问题显著的煤矿区必(2)地表
5、和地下水污染。矿区固体废弃物、液态然具有广泛的应用前景。因此该文在简单介绍高光污染物和空气污染直接影响区域地表和地下水资3收稿日期:2008205201;修订日期:2008206206;编辑:陶卫卫作者简介:郑辉(19712),男,山东济宁人,工程师,主要从事矿山测量及“三下”采煤与开采沉陷技术工作。·59·第24卷第6期山东国土资源2008年6月土地恢复利用得到了很好的开展,利用高光谱遥感技术可以综合对复垦土壤、复垦区植被等进行定量分析,为合理评价生态治理效果提供支持。2高光谱遥感在煤矿区的应用现状2.1地表要素精细光谱特征提取与识别矿区各种地面要素的空间位置形态、物理化学特性随时间推进处在
6、不断变化之中。对其研究既可以从区域的视角开展综合研究,如土地覆盖变化研究,又可以从地面某一要素的角度开展分析,如塌陷地扩展、建设用地扩展、植被覆盖变化等。为了提高要素提取与识别的精度,可以充分应用高光谱遥感具有的精细光谱表达优势,通过光谱诊断特征、识别特征、高光谱分类等提取地表构成要素,特别是对于图1高光谱遥感在煤矿区的主要应用方向一些利用传统多光谱图像难以区分的要素、同一大与要求的信息分析处理功能类下不同小类要素的识别等,高光谱遥感有望解决源,导致严重的水污染。水环境监测分析与水体污传统遥感信息源存在的不足。染定量分析、水质参数提取等是高光谱应用的优势2.2土地利用及土地覆盖变化监测方向,因
7、此高光谱遥感将在矿区水环境监测分析方面发挥重要作用。土地利用、土地覆盖变化是工矿区陆面演变的(3)土地退化与水土流失。由于塌陷、堆积、挖重要、关键内容。高光谱遥感的应用将有助于提高损等原因,矿区土地利用、土地覆盖处在剧烈变化之变化检测的精度,一方面实现类别细分,加强对变化类型的定性定量描述,对变化类别进行精确划分,另中,高光谱遥感不仅可以应用于土地利用、土地覆盖一方面通过混合象元分解可以将分类精度
