Question

国内外遥感研究现状

Answer 1

地下煤层自燃遥感探测，大致经历了热红外遥感探测、基于GIS的遥感探测和现在的多平台、多传感器综合探测等三个主要阶段。

（一）国外遥感探测研究现状

1963年5月，HRB-Singer公司在美国宾夕法尼亚州的斯克兰顿用热感相机RECONOFAX红外侦察系统，进行探测和定位煤矸石煤火的可行性试验，这是科技人员首次利用热红外遥感技术研究和探测煤火。

20世纪80年代以来，由于煤层自燃引起的环境破坏问题突出，美国开始应用陆地卫星数据调查研究煤层自燃与煤矿环境；进入90年代，印度开始了应用遥感技术调查煤层自燃，帮助解决煤矿灭火和安全生产等问题。同时针对煤火的时空变化特点，相关研究人员（Anderson，1980；Chandra，1983；Mukherjee，1991；Mansor，1994；Saraf＆Prakash，1995；Genderen，1996；Prakash，1997，1999，2001）对地面亚像元温度信息提取、地表参数和热通量问题、地表温度异常与地面发射率的影响、煤自燃倾向性估计、卫星遥感地表热通量计算模型和点源燃烧体正演模型、地表高温异常局部双窗滑动方法、热红外遥感数据估计埋藏的热源深度等问题进行了研究，促进了煤火遥感信息的提取研究。

随着高分辨率遥感卫星的相继发射升空，能提供用于煤火探测的遥感数据也越来越多，其推动当今这个领域的研究迅速进入到一个多平台、多传感器综合探测阶段。

（二）国内遥感探测研究现状

我国遥感技术应用于煤火调查具有代表性的工作主要体现在以下三个阶段：

（1）1987年，原地质矿产部遥感中心在宁夏汝箕沟矿区开展的航空遥感调查煤层自燃工作，较系统地研究了煤层自燃机理，提出了灭火方法。

（2）20世纪80年代后期，煤炭地质总局航测遥感局（1988，1989）、北京市遥感公司（1999）等有关单位相继利用卫星遥感、航空热红外遥感及地面红外测温等手段开展了中国北方地区煤火调查和火区环境灾害动态监测工作，初步圈出了我国在北纬35°以北地区正在燃烧的火区56个，主要分布在新疆、宁夏、内蒙古、甘肃、青海、陕西、山西等7省区。以GIS为工具，集成煤火探测、环境影响评估、防灭火工程中所需要的专用工具，初步开发出适用于煤田火区监测与治理的信息管理与分析支持系统。

（3）随着高空间、高光谱遥感新型传感器（如SPOT、IRS、ASTER、IKONOS、QuickBird、AVIRIS、HyMap、Hyperion等）以及各种方法技术的不断发展，煤火遥感探测进入一个新的发展阶段。主要针对煤田环境和矿山安全生产两种需求，在深入开展地下煤层自燃机理、煤田火区地质环境、空间分布规律、治理方法、防灭火工程与材料等研究基础上，初步建立了动态监测物理模型和基于卫星、航空和地面遥感、地面地质、地球物理和地球化学测量方法同步探测方法体系。

（三）遥感探测存在的主要问题

目前，国内利用遥感技术开展煤火灾害调查和相关的应用研究，已积累了许多先进的技术方法与重要成果，为地下煤层自燃的探测和治理提供了重要依据和技术手段。但以往的煤火遥感工作仍然存在一些问题：①由于受卫星遥感空间和光谱分辨率的限制，还无法提取地面燃烧裂隙、燃烧系统等信息；②没有充分应用不同尺度遥感影像的空间和光谱信息，对煤层自燃的发生、发展和熄灭过程中的遥感主要监测指标及地质环境意义进行系统性研究；③对于较大规模的煤火调查，已经形成了航空、航天、地面遥感相结合的探测方法，但尚无形成基于高分辨率遥感与高精度航空地球物理探测方法相结合的探测方法。