CN102520458A

CN102520458A - 中巴卫星遥感找煤方法

Info

Publication number: CN102520458A
Application number: CN2011103918350A
Authority: CN
Inventors: 管海晏; 于涛; 孟淑英; 吴查查; 郭晓波; 卢琳
Original assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Geological Exploration Co Ltd
Current assignee: China Shenhua Energy Co Ltd; Shenhua Geological Exploration Co Ltd
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: CN102520458B

Abstract

本发明公开了一种基于卫星的遥感找煤方法，可以具体应用于中巴卫星。其中，该方法包括：获取已知煤田的卫星图像，对所获取的已知煤田的卫星图像进行分析以得到识别标志；获取找煤区域的卫星图像；利用所述找煤区域的卫星图像识别出含煤岩系分布出露区域；以及利用所述识别标志解读所识别的含煤岩系分布出露区域，提取煤田地质信息。通过本发明能够发现未知地质信息位置的新煤田。通过本发明实现对未知煤田的遥感，经过实地验证，发现新煤田，大幅度提高找矿效率，降低成本，缩短找矿周期。

Description

中巴卫星遥感找煤方法

技术领域

本发明涉及矿产勘探领域，具体地，涉及一种基于卫星的遥感找煤方法。

背景技术

随着卫星技术的发展，出现利用卫星图像勘探煤炭资源的方法。

现有技术中提供了一种卫星遥感找煤的方法，该方法中，首先对目标区域进行野外地质基础工作，获得地质、物探、钻探等数据资料。然后，对该目标区域通过卫星进行遥感，利用获取到的中分辨率卫星图像，编制中比例尺遥感地质图，综合对图像中所示范围的地质、物探、钻探等数据资料分析研究，寻找含煤地段。

通过现有技术中的上述方法，能够对已知地质资料的地理范围，利用卫星图像做出是否该区域是否有煤的判断。但是，对于如何确定地质资料未知的区域是否有煤的问题，现有技术中尚无解决方案。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中存在的问题给予解决。

根据本发明，提供了可以应用于国产中巴卫星的一种基于卫星的遥感找煤方法，其中，该方法包括：获取已知煤田的中分辨率卫星图像，对所获取的已知煤田的卫星图像进行分析以得到识别标志；获取找煤区域的所述卫星图像；利用所述找煤区域的卫星图像识别出含煤岩系分布出露区域；以及利用所述识别标志解读所识别的含煤岩系分布出露区域，提取煤田地质信息。

进一步地，所述煤田地质信息包括以下至少之一者：煤层、煤系地层以及煤田构造。

进一步地，所述识别标志包括以下至少之一者：煤层标志、煤系地层标志、含煤建造标志、煤田构造标志。

进一步地，该方法还包括：获取找煤区域的中分辨率和高分辨率的同步卫星影像；根据所提取的煤田地质信息确定所述煤田的基本构造，并绘制中比例尺煤田地质图；以及利用所述高分辨率的卫星图像在所述煤田地质图中填制大比例尺煤田地质图。

进一步地，该方法在所述填制大比例尺煤田地质图的步骤之后还包括：圈定打钻靶区；以及打钻验证、取样化验以及估算煤炭资源量。

进一步地，所述中分辨率为10-30m；所述高分辨率为小于10m；所述中比例尺至少为以下之一者：1∶10万、1∶20万和1∶25万；以及所述大比例尺至少为以下之一者：1∶1万、1∶2.5万和1∶5万。

根据本发明提供的基于中巴卫星的遥感找煤方法，可以在地质资料未知的情况下，通过利用从已知煤田的卫星图像进行分析得到的识别标志，能够实现对所确定的找煤区域煤田有无以及煤田基本构造的判断；利用中巴卫星中分辨率CCD和高分辨率HR的同步卫星图像，能够使不同图像中相对应的部分具有相同的反射性质，由此来绘制中比例尺或填制大比例尺的地质图，这不仅能够实现对中比例尺地质图进行有针对性的放大，还能够消除不同地质图之间的光反射差异，使勘探结果更加准确，为后续开采等工作提供准确可靠的信息能够有多层空间的不同认知，提高找矿的认知程度，绘制中比例尺、填制大比例尺的煤田地质图。

附图说明

图1是地面光场波谱实测曲线与卫星波段对比图；

图2是根据本发明示例性实施方式的基于卫星的遥感找煤方法流程图；

图3是根据本发明优选实施方式的基于卫星的遥感找煤方法流程图。

具体实施方式

以下，参考附图结合根据本发明的优选实施方式对本发明的原理进行说明。需要说明的是，在卫星遥感领域中，所述中分辨率为10-30m；所述高分辨率为小于10m；所述中比例尺至少为以下之一者：1∶10万、1∶20万和1∶25万；以及所述大比例尺至少为以下之一者：1∶1万、1∶2.5万和1∶5万。

能够利用卫星图像对地面上的裸露或半裸露煤田进行识别的原理是：在光场内，煤层与其它岩石(主要是划分地层单元的砂岩、沙砾岩)相比，反射率最低。一般，煤层的反射率为4-12％，而砂岩、砂砾岩的反射率为8-35％。基于此原理，岩石的色调即“灰度”能够直接反映反射率的大小。因此，通过卫星图像中显示出的不同灰度，可以识别煤层。图1是地面光场波谱实测曲线与卫星波段对比图。其中，作为举例，图1中，选择的卫星是具有5个波段的中巴卫星(其CCD的5个波段以及空间分辨率数据见表1)，选择的地面光场对应于内蒙古乌达煤田已知的煤层出露地段。

表1

图1中，横轴为波长(单位：μm)，纵轴为反射率ρ(单位：％)，附图标记的含义如下：1.2号煤，2.3号煤，3.6号煤，4.8号煤，5.K10石千峰底部砂砾岩，6.K9上石盒子上段底部砂砾岩，7.K6下石盒子底部骆驼脖砂岩，8.K4太原组七里沟砂岩，9.K2太原组八尺底砂岩，10.毛儿沟灰岩，11.O2f石灰岩，I、II、III、IV、V中巴卫星波段编号。如图1所示，在所选择的内蒙古乌达煤田，已知的煤层出露地段，按坐标对应对比CCD各波段数据图像，可以看出，煤层出露地段的图像与周围岩石图像有明显的灰度差。经发明人实测，在光场内煤层与周围岩石的反射率差大于4％时，卫星CCD图像中煤层显示清楚。

此外，基于煤系地层是由几个或几十个沉积旋回组成。其中，沉积旋回主要由黑色煤层、灰色页岩和白色砂岩构成，岩石的色调即“灰度”直接影响反射率的大小，每个沉积旋回在中巴卫星影像中主要由灰黑、灰、灰白三个色调组成。煤系地层在卫星影像中显示灰黑、灰、灰白反复重复的影像韵律。这是在卫星图像中识别煤系地层、提取煤系地层空间信息的应用机理。

以上结合图1说明的原理，就是基于卫星进行遥感找煤的一般性原理。本发明是通过结合上述原理而提出的。

图2是根据本发明示例性实施方式的基于卫星的遥感找煤方法流程图。如图2所示，根据本发明的可以应用于国产中巴卫星的一种基于卫星的遥感找煤方法，包括：获取已知煤田的卫星图像，对所获取的已知煤田的卫星图像进行分析以得到识别标志(S22)；获取找煤区域的中分辨率卫星图像(S24)；利用所述找煤区域的卫星图像识别出含煤岩系分布出露区域(S26)；以及利用所述识别标志解读所识别的含煤岩系分布出露区域，提取煤田地质信息(S28)。

根据上述本发明提供的基于中巴卫星的遥感找煤方法，可以在地质资料未知的情况下，通过利用从已知煤田的卫星图像进行分析得到的识别标志，能够实现对所确定的找煤区域煤田有无以及煤田基本构造的判断。

优选地，所述煤田地质信息包括以下至少之一者：煤层、煤系地层以及煤田构造。所述识别标志包括以下至少之一者：煤层标志、煤系地层标志、含煤建造标志、煤田构造标志。

优选地，该方法还包括：获取找煤区中分辨率CCD数据和高分辨率HR的同步数据，根据所提取的煤田地质信息确定所述煤田的基本构造，并绘制中比例尺煤田地质图；以及利用所述高分辨率的卫星图像在所述煤田地质图中填制大比例尺煤田地质图。以及，该方法在所述填制大比例尺煤田地质图的步骤之后还包括：圈定打钻靶区；以及打钻验证、取样化验以及估算煤炭资源量。中巴卫星CCD和HR的同步影像，能够有多层空间的不同认知，提高找矿的认知程度，绘制中比例尺、填制大比例尺的煤田地质图。

以下结合根据本发明的一个优选实施方式对本发明的原理进行详细的说明。图3是根据本发明优选实施方式的基于卫星的遥感找煤方法流程图。如图3所示，具体可按照如下方法来实现基于卫星的遥感找煤：

首先，根据地质学说或区域地质构造理论，例如，依照中国地质学家李四光教授的“蒙古弧”地质学说，确定找煤区域。具体地，可以按照地质学说或区域地质构造的理论，研究什么地区、什么时代成煤，成煤环境和后期改造过程。提出成煤地区的找煤区域范围。例如中国北方鄂尔多斯盆地，石炭纪、二叠纪、侏罗纪是三个主要成煤时期，成煤后又接受了上覆的巨厚的地层沉积，并经过后期的燕山运动、喜马拉雅运动等地质构造运动的改造等等，划分出找煤区域范围。

通过卫星，获取已知煤田的卫星图像进行分析，包括室内解译、野外判读、实地量测，建立卫星图像煤层、煤系地层、含煤建造、煤田构造等认知标志，用以识别煤层、煤系地层、煤田构造，提取煤田地质信息。作为举例，煤田的识别标志可以是贝壳状。

然后，获取找煤区中巴卫星CCD(空间分辨率19.5m)和HR(空间分辨率2.36m)的同步影像并进行必要的图像处理。接着，进行第一步：初步解译：按三大类直接识别含煤岩系，含煤岩系上覆地层、含煤岩系下伏基底岩系。第二步：排除含煤岩系上覆地层分布地区、排除含煤岩系下伏基底岩系分布地区。第三步：在含煤岩系分布出露地区，应用中巴卫星煤田地质图谱，直接在卫星图像中寻找煤层、煤系、含煤建造、并确定煤田的基本构造。第四步：实地调查、地面验证。第五步：打钻验证、取样化验。

通过上述方法，可以在地质资料未知的情况下，通过利用从已知煤田的卫星图像进行分析得到的识别标志，能够实现对所确定的找煤区域煤田有无以及煤田基本构造的判断。

应用中巴卫星图像建立已知煤层、煤系、煤田影像图谱，在地质理论指导下，应用中巴卫星煤田地质图谱，寻找未知煤田，经过实地验证，发现新煤田。通过本发明大幅度提高找矿效率，降低成本，缩短找矿周期。

下面，以发现蒙古国南戈壁省古尔班特斯煤田的具体实施例，对根据本发明的方法进行说明：第一：地质背景研究：依照中国地质学家李四光教授的“蒙古弧”地质学说。第二：卫星数据图像：采用中巴卫星、光场(CCD相机)多波段数据图像，空间分辨率19.5m。第三：选择中国内蒙古贺兰山乌达煤田已知区域，建立中巴卫星煤田地质图谱。第四：根据中巴卫星煤田地质图谱，分析中国已知煤田卫星图像，建立煤田卫星图像的宏观识别标志，其中：1)中国宁夏贺兰山煤田：由石炭二叠系煤田含煤岩系的影像韵律，显示煤田的向斜构造，形成巨形的贝壳状煤田图像；2)中国新疆天山库车煤田：由侏罗系煤系地层的影像韵律，显示煤田的背斜构造，形成巨形的贝壳状煤田图像，如上所述，在具有成煤地质环境的区域，中巴卫星图像中，巨形的贝壳状煤田图像，可作为在卫星图像中直接找煤的重要标志。第五：掌握中巴卫星图像的直接找煤标志，在蒙古国沿着具有成煤地质环境的戈壁阿尔泰山山脉寻找新煤田，在南戈壁省境内，中巴卫星图像中有多处由含煤影像韵律构成的巨形贝壳状煤田图像。第六：对其中一处，即古尔班特斯地区的含煤影像韵律构成的巨形贝壳状煤田图像，实施地面路线地质调查和打钻验证，其中：1)地面验证：地面找到煤层，只见煤层出露部分，未见煤层地板，煤层出露厚度0.95-3.5m；2)打钻验证，取样化验：根据蒙古资料，打钻孔深30m，煤层厚9.5m，未见煤层底板。煤质属优质炼焦煤。经验证：应用中巴卫星在蒙古国戈壁阿尔泰山(南戈壁省境内)，发现古尔班特斯煤田。

Claims

1.一种基于卫星的遥感找煤方法，其特征在于，该方法包括：

获取已知煤田的卫星图像，对所获取的已知煤田的卫星图像进行分析以得到识别标志；

获取找煤区域的中分辨率卫星图像；

利用所述找煤区域的所述卫星图像识别出含煤岩系分布出露区域；以及

利用所述识别标志解读所识别的含煤岩系分布出露区域，提取煤田地质信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述煤田地质信息包括以下至少之一者：煤层、煤系地层以及煤田构造。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别标志包括以下至少之一者：煤层标志、煤系地层标志、含煤建造标志、煤田构造标志。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：

获取找煤区域的中分辨率和高分辨率的同步卫星影像；根据所提取的煤田地质信息确定所述煤田的基本构造，并绘制中比例尺煤田地质图；以及

利用所述高分辨率的卫星图像在所述煤田地质图中填制大比例尺煤田地质图。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，该方法在所述填制大比例尺煤田地质图的步骤之后还包括：

圈定打钻靶区；以及

打钻验证、取样化验以及估算煤炭资源量。

6.根据权利要求4所述的方法，其中

所述中分辨率为10-30m；

所述高分辨率为小于10m；

所述中比例尺至少为以下之一者：1∶10万、1∶20万或1∶25万；以及

所述大比例尺至少为以下之一者：1∶1万、1∶2.5万或1∶5万。