Εφαρμογή της συγχώνευσης τηλεπισκοπικής εικόνας για την παρακολούθηση των καθιζήσεων που προκαλούνται στα ορυχεία'

Από RemoteSensing Wiki

Εφαρμογή της συγχώνευσης τηλεπισκοπικής εικόνας για την παρακολούθηση των καθιζήσεων που προκαλούνται στα ορυχεία

Αντικείμενο Μελέτης: Παρακολούθηση καθιζήσεων σε ορυχεία

Δημοσίευση: J China Univ Mining & Technol 18 (2008) 0531–0536

Συγγραφείς: LI Liang-jun: Department of Geology, Northwest University, Xi’an, Shaanxi 710072, WU Yan-bin: State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China

Σκοπός

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η συγχώνευση τηλεσκοπικών εικόνων που βασίζεται στο πολύ-καναλικό κυματίδιο και στη μέθοδο της συγχώνευσης χαρακτηριστικών RGB. Τα συγχωνευμένα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρακολούθηση της δυναμικής εξέλιξης των χαρακτηριστικών των ορυχείων που προκαλούν καθιζήσεις.

Μέθοδος

Μοντέλο πολύ-αδικού μετασχηματισμού κυματίων

Ανάλυση κλίμακας των πολύ-αδικών κυματίων

Η συνένωση τηλεπισκοπικών εικόνων μπορεί να μειώσει τις ανακρίβειες, την πολλαπλότητα και την υφιστάμενη αβεβαιότητα κατά την ερμηνεία των αντικειμένων στόχων. Έτσι η σύντηξη εικόνας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα της εξαγωγής χαρακτηριστικών και της ταξινόμησης καθώς και της αναγνώρισης στόχου. (Wavelet Transform) έχουν το πλεονεκτήματα της ανάλυσης Fourier, ενώ αντιμετωπίζουν τις αντιφάσεις μεταξύ του χρόνου και της διάκρισης συχνοτήτων. Οι τεχνικές μετασχηματισμού κυματιδίων έχουν καλά τοπικά χαρακτηριστικά τόσο στην περιοχή της συχνότητας όσο και του διαστήματος. Ένας δυαδικός μετασχηματισμός κυματιδίων μπορεί να εκτελεστεί σε εικόνες των οποίων ο λόγος διακριτικής ικανότητας είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του 2. Όταν αυτό δεν είναι το ζητούμενο, θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε ένα πολυ-αδικό μετασχηματισμό κυματιδίων. Η ανάλυση πολλαπλών διαστάσεων είναι η βασική θεωρία του μοντέλου του πολυ-αδικού μετασχηματισμού κυματιδίων. Σε σύγκριση με τον δυαδικό μετασχηματισμό κυματιδίων αυτός ο μετασχηματισμός είναι Μ-αδικά διακριτός. Με τη χρήση της θεωρίας ανάλυσης πολλαπλών διαστάσεων παίρνουμε μια ορθογωνική ανάλυση σε τετραγωνικά ολοκληρώσιμη συναρτησιακό χώρο L2 (R).

Αποτελέσματα της Μελέτης

Επιλέχθηκαν εικόνες από SPOT-PAN, με ανάλυση 10 μέτρων και πολυφασματικές εικόνες TM3, 4, και 5 της περιοχή εξόρυξης στη Huainan. Το μέγεθος της εικόνας SPOT ήταν 600Χ450 pixels SPOT εικόνας είναι 600 × 450 pixels και της αντίστοιχης μέγεθος της εικόνας TM είναι 200 × 150 pixel (Εικόνα 1) . Οι εικόνες. 1α και β είναι οι αρχικές SPOT-PAN και TM εικόνες. Οι εικόνες 1γ, δ και ε είναι οι συγχωνευμένες εικόνες που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτές η μέθοδός του δυαδική μετασχηματισμός κυματιδίων σε συνδυασμό με τη μέθοδο RGB. Στην Εικόνα. 2 μπορούμε να δούμε ότι η χωρική κατανομή και η φασματική πληροφορία των εικόνων με τις τρείς μεθόδους είναι εμφανώς βελτιωμένες. Τόσο η φασματική πληροφορία, που δεν υπάρχει στην αρχική παγχρωματική εικόνα, καθώς και η χωρική πληροφορία, η οποία δεν υφίσταται στην πολυφασματική εικόνα, μπορεί να εξεταστεί στη συγχωνευμένη εικόνα.

Παρακολούθηση

Οι εικόνες SPOT-PAN και οι πολυ χρονικές TM συγχωνευμένες εικόνες από την περιοχή εξόρυξης Huainan επιλέχθηκαν για την εξαγωγή των μεταβολών των πληροφοριών από την καθιζήσεων περιοχή. Η Εικόνα 2α, παρουσιάζει τις αρχικές TM 2, 3,και 4 εικόνες που ελήφθησαν το 1987 στο ανθρακωρυχείο Kongji στην περιοχή Bagongshan-Caijiagang Η Εικόνα 2β είναι η SPOTPAN εικόνα που λήφθηκε το 2004 και η Εικόνα 2γ είναι η εικόνα συγχώνευσης με την πολύ-αδική μέθοδο κυματιδίων . Η περιοχή της εξόρυξης Huainan χαρακτηρίζεται από ένα μεγάλο όγκο συγκέντρωσης υδάτων. Έτσι μπορούμε να χρησιμοποιήστε την αλλαγή στον τομέα συσσώρευση νερού ώστε να αντικατοπτρίζεται η εξέλιξη της περιοχής καθιζήσεων Στην Εικόνα. 2γ η λευκή γραμμή είναι η γραμμή ορίου της μόνιμης λεκάνης συσσώρευσης, η κίτρινη γραμμή είναι το όριο της ζώνης καθίζηση, η οποία έχει εξαφανιστεί, και η κόκκινη γραμμή είναι το όριο της πρόσφατα σχηματηθήσας καθιζήσεις. Μια έρευνα πεδίου έδειξε ότι τα περισσότερα από τις περιοχές καθιζήσεων αντιστοιχεί σε χώρους ταφής, όπως η περιοχή εξόρυξης Lizuizi Β1 και την περιοχής από το ανθρακωρυχείο Xinzhuangzi να Xie-1 ορυχείο (Β2). Αυτοί οι χώροι ταφής γεμίζουν από τον στείρο άνθρακα.

Η Εικόνα 3 δείχνει εικόνες εκμετάλλευσης της περιοχής Erdaohe που συλλέχτηκαν το 1987, 1993, 2003 και 2004 συγχωνευμένες από μεθόδους της TM και SPOT. Οι συγχωνευμένες εικόνες δείχνουν σαφώς την υδατική μεταβολή με την πάροδο του χρόνου. Το μεγαλύτερο τμήμα της συσσώρευσης υδάτων είχε σχηματίσει από το έτος 2004. Η κίτρινη γραμμή είναι το όριο της εξαφανισθίσας περιοχής περισσότερο τμήμα της οποίας εμφανίζεται σε απομακρυσμένες αισθητήρες εικόνων που λήφθηκαν το 2004. Η Εικόνα 4 δείχνει τις εικόνες της περιοχής Bagonshan-Caijiagang που συλλέγονται κατά τα έτη 1987, 1993, 2003 και το 2004 λιωμένο από την μέθοδο συγχώνευσης TM, SPOT (οι γραμμές διαφορετικού χρώματος είναι οι ίδιες με αυτές στην Εικόνα 3). Με τη σύγκριση των απομακρυσμένων εικόνων τηλεπισκόπησης που λαμβάνονται σε διαφορετική χρονική στιγμή γνωρίζουμε ότι η συσσώρευση νερού στο τομέα Αριθμός 1 (νοτίως του ορυχείου Xinzhuangzi) και το νερό στην περιοχή συσσώρευσης με αριθμό 3 (ανατολικά της Xie-1mine) σχηματίστηκε μετά το έτος 2003.

Συμπεράσματα

Η μέθοδος αυτή, σε συνδυασμό με τη μέθοδο της σύντηξης λειτουργία RGB, μπορεί να βελτιώσει την ανάλυση και ευκρίνεια των εικόνων και επίσης, να διατηρεί τη φασματική πληροφορία των αρχικών εικόνων. Χρησιμοποιώντας την συγχώνευση εικόνας για την παρακολούθηση της εργασιών εξόρυξης που προκαλούν καθίζηση οδηγούμαστε σε αρκετά καλά αποτελέσματα. Επίσης η εικόνα συγχώνευσης μπορεί να αυξήσει τη φασματική πληροφορία και την πληροφορία υφής και να βελτιώσει την ακρίβεια των δεδομένων εξαγωγής. Επιπλέον, η χρήση υψηλής ευκρίνειας παγχρωματικών δεδομένων μπορεί να βελτιώσει την ακρίβεια τοποθέτησης των αλλαγών στις εικόνες.

Πίνακας Εικόνων

Εικόνα 1: Οι παραγόμενες εικόνες από τις τρείς μεθόδους συγχώνευσης

Εικόνα 2: Η συγχωνευμένη εικόνα από τη συγχώνευση SPOT-PAN και TM.

Εικόνα 3: Παρακολούθηση της καθίζησης μεταλλείου στην περιοχή Erdaohe

Εικόνα 4: Παρακολούθηση των καθιζήσεων ορυχείου στην περιοχή BGS-CJG