基于Landsat TM数据的山西省煤田区2001-2010年热异常监测及趋势分析

发布时间：2017-08-30 22:17

  本文关键词：基于Landsat TM数据的山西省煤田区2001-2010年热异常监测及趋势分析

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【摘要】：山西省的地质灾害基本分布在煤田区域,主要包括地裂缝、地面塌陷、滑坡和煤层自燃等。煤层自燃是煤田区主要地质灾害之一,是一种常见的热异常现象。煤田存在各种各样的热异常现象,最常见的就是煤火。煤火引起的火灾常年来都是我国煤矿的重大灾害之一。山西省在2012-2014年对全省六大煤田分布区展开煤层自燃灾害调查,初步查明:煤层自燃的面积总共达到了56.59 km2,煤层自燃造成的煤炭资源的损失量达到2.5×1012 t左右。上述统计数据主要是基于热红外遥感技术对煤层自燃区得到的普查结果,没有针对煤田所有的热异常现象,并且缺乏长期的动态检测研究。本文以热异常提取算法为依据,以山西省六大煤田为研究区,通过收集2001-2010年冬季覆盖山西省的Landsat-5 TM数据,对山西省十年间的煤田区域进行热异常区域的检测,通过分析得到其热异常的分布特征和变化趋势,其具体的研究内容包括以下三个方面:(1)热异常提取算法首先是以各类地物在多光谱数据中反射光谱的差异对煤炭区域进行提取,然后以目标像元与其邻近像元的相对关系为基准,通过进行卷积运算分析来获取热异常区域。为了分析结合多光谱分析技术和卷积运算分析方法的热异常提取算法的可行性,将Landsat-5 TM数据提取的热异常区域与MOD14A2数据的热异常分布范围进行对比分析,其结果表明,MOD14A2数据和Landsat-5 TM数据检测的热异常区域在空间位置上和分布形状上基本一致,其误检率和漏检率都在可接受范围,证明了利用热异常提取算法对山西省煤田区进行热异常范围提取的可行性。(2)通过收集2001-2010年冬季覆盖山西省的Landsat-5 TM数据,利用热异常提取算法对经过预处理得到的150景Landsat-5 TM数据分别进行热异常区域提取,并对同年提取的15幅热异常数据进行去锯齿、数据拼接、矿区矢量边界裁剪的处理,获取2001-2010年的山西省六大煤田的热异常分布图,其中白色的散点为热异常区域,灰色的散点为次级热异常区域。(3)分别对山西省2001-2010年各个煤田矿区的热异常检测结果的分布特征和变化趋势进行分析,结果表明:山西省煤田区域整体热异常面积呈减少趋势,其中宁武煤田、沁水煤田和河东煤田的热异常面积较大,大同煤田的热异常面积较小。大同煤田、宁武煤田与西山煤田的热异常面积呈减少的趋势,其它煤田反之。乡宁矿区、轩岗矿区、霍州矿区、晋城矿区和阳泉矿区在十年中的热异常面积较大,朔南矿区的面积较小。大同矿区、平朔矿区、轩岗矿区、岚县矿区、西山矿区、离柳矿区、武夏矿区、阳泉矿区和东山矿区的热异常面积呈减小趋势,其他矿区反之。
【关键词】：热异常提取 Landsat-5 TM数据 煤田区域 动态检测
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD752.2
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 研究背景与意义11-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.3 预期研究目标和研究内容16-17
• 1.3.1 研究目标16-17
• 1.3.2 研究内容17
• 1.4 技术路线和论文框架17-21
• 1.4.1 技术路线17-18
• 1.4.2 论文框架18-21
• 第2章 研究区概况与数据预处理21-33
• 2.1 研究区概况21-24
• 2.1.1 位置分布21-22
• 2.1.2 区域特点22-24
• 2.2 主要数据源24-26
• 2.2.1 Landsat-5 TM数据24-25
• 2.2.2 MODIS数据25-26
• 2.3 数据预处理26-33
• 2.3.1 Landsat-5 数据预处理26-30
• 2.3.2 MODIS数据预处理30-31
• 2.3.3 矢量数据预处理31-33
• 第3章 基于TM数据的热异常提取算法33-43
• 3.1 热异常提取算法的原理33-35
• 3.2 实验结果与分析35-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第4章 山西省煤田区热异常动态检测及趋势分析43-69
• 4.1 研究区 2001-2010年的热异常区提取43-51
• 4.2 研究区热异常变化特征与趋势分析51-66
• 4.3 热异常检测结果分析66-67
• 4.4 本章小结67-69
• 第5章 结论与展望69-71
• 5.1 主要研究工作及结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-77
• 致谢77-79
• 硕士期间发表的论文及参与的科研项目79
• 1.硕士期间发表的文章79
• 2.硕士期间参与的科研项目79

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