CN103674014A - 天然气井的定位方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天然气井的定位方法和装置。其中，天然气井的定位方法包括：获取目标区域的遥感影像数据；通过遥感影像数据标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，特征图斑为天然气井的特征形成的图斑；以及通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息。通过本发明，达到了提高天然气井识别与定位的准确性的效果。

Description

天然气井的定位方法和装置
技术领域
本发明涉及天然气井定位领域，具体而言，涉及一种天然气井的定位方法和装置。
背景技术
在煤矿区与天然气矿区重叠的情况下，天然气井及其附属设施的布设对煤炭资源合理规划、开发有着重要的影响。如何快速、准确的识别与定位新建天然气井以及附属设施，对于矿区内煤炭资源的合理规划、最大化开采以及安全生产尤为重要。
目前，以收集资料为基础，通过人工野外踏勘、实测的方式识别与定位新建天然气井及其附属设施。这样不仅耗费大量的人力物力，对天然气井及其附属设施识别与定位的准确性低，还很难确保新建天然气井及其附属设施的数据的现势性，尤其是覆盖范围大、地貌特征复杂的煤矿区。
针对现有技术中对天然气井识别与定位的准确性低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种天然气井的定位方法和装置，以解决现有技术中对天然气井识别与定位的准确性低的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种天然气井的定位方法。根据本发明的天然气井的定位方法包括：获取目标区域的遥感影像数据；通过遥感影像数据标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，特征图斑为天然气井的特征形成的图斑；以及通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息。
进一步地，在获取目标区域的遥感影像数据之后，定位方法还包括：获取目标区域的地形图数据和数字高程模型数据；以及由遥感影像数据、地形图数据和数字高程模型数据生成目标区域的数字正射影像图，其中，通过遥感影像数据标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑包括：在数字正射影像图上标记目标区域中天然气井对应的特征图斑。
进一步地，遥感影像数据包括全色影像数据和多光谱影像数据，其中，由遥感影像数据和地形图数据生成目标区域的数字正射影像图包括：从地形图数据中选取第一纠正控制点，第一纠正控制点用于纠正全色影像数据；由第一纠正控制点和数字高程模型数据对全色影像数据进行纠正；从纠正后的全色影像数据中选取第二纠正控制点，第二纠正控制点用于纠正多光谱影像数据；由第二纠正控制点和数字高程模型数据对多光谱影像数据进行纠正；以及对纠正后的全色影像数据和多光谱影像数据执行四则算法融合，形成目标区域的数字正射影像图。
进一步地，通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息包括：提取天然气井的特征信息；通过天然气井的特征信息获取与天然气井对应的属性字段；以及录入属性字段形成天然气井的信息。
进一步地，目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，其中，在通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息之后，定位方法还包括：获取煤矿区的煤层信息；获取目标区域的地理信息；以及对天然气井的信息、煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息进行三维可视化显示。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种天然气井的定位装置。根据本发明的天然气井的定位装置包括：第一获取单元，用于获取目标区域的遥感影像数据；标记单元，用于通过遥感影像数据标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，特征图斑为天然气井的特征形成的图斑；以及提取单元，用于通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息。
进一步地，定位装置还包括：第二获取单元，用于在获取目标区域的遥感影像数据之后，获取目标区域的地形图数据和数字高程模型数据；以及生成单元，用于由遥感影像数据、地形图数据和数字高程模型数据生成目标区域的数字正射影像图，其中，标记单元还用于在数字正射影像图上标记目标区域中天然气井对应的特征图斑。
进一步地，遥感影像数据包括全色影像数据和多光谱影像数据，其中，生成单元包括：第一获取模块，用于从地形图数据中获取第一纠正控制点，第一纠正控制点用于纠正全色影像数据；第一纠正模块，用于由第一纠正控制点和数字高程模型数据对全色影像数据进行纠正；第二获取模块，用于从纠正后的全色影像数据中获取第二纠正控制点，第二纠正控制点用于纠正多光谱影像数据；第二纠正模块，用于由第二纠正控制点和数字高程模型数据对多光谱影像数据进行纠正；以及运算模块，用于对纠正后的全色影像数据和多光谱影像数据执行四则算法融合，形成目标区域的数字正射影像图。
进一步地，提取单元包括：提取模块，用于提取天然气井的特征信息；第三获取模块，用于通过天然气井的特征信息获取与天然气井对应的属性字段；以及录入模块，用于录入属性字段形成天然气井的信息。
进一步地，目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，其中，定位装置还包括：第三获取单元，用于在通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息之后，获取煤矿区的煤层信息；第四获取单元，用于获取目标区域的地理信息；以及显示单元，用于对天然气井的信息、煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息进行显示。
通过本发明，采用天然气井的定位方法，通过获取目标区域的遥感影像数据，通过遥感影像数据在遥感影像上标记与目标区域的天然气井的对应的特征图斑，并依据该特征图斑提取天然气井的信息，从而实现对天然气井的准确定位，避免了同构人工进行勘察的局限性，解决现有技术中对天然气井识别与定位的准确性低的问题，达到了提高天然气井识别与定位的准确性的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的天然气井的定位装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的天然气井及其附属设施的特征图斑的示意图；
图3是根据本发明第二实施例的天然气井的定位装置的结构示意图；
图4是根据本发明第三实施例的天然气井的定位装置的结构示意图；
图5是根据本发明第一实施例的天然气井的定位方法的流程图；
图6是根据本发明第二实施例的天然气井的定位方法的流程图；以及
图7是根据本发明第三实施例的天然气井的定位方法的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例提供了一种天然气井的定位装置，该装置可以通过计算机设备实现其功能。
图1是根据本发明第一实施例的天然气井的定位装置的结构示意图。如图1所示，该天然气井的定位装置包括：第一获取单元10、标记单元20和提取单元30。
第一获取单元10用于获取目标区域的遥感影像数据。
目标区域可以是煤矿区与天然气矿区重叠的区域，也可以是布设天然气井及其附属设施的区域，该目标区域可以根据需要选取具有一定区间范围的试验区，用以检测该区域的天然气井近期附属设施的位置。遥感影像数据可以是高分辨率的遥感影像数据，例如WorldView卫星生成的遥感数据，其影像空间的分辨率可以是0.5m，也可以是更高的分辨率。第一获取单元10获取目标区域的遥感影像数据，以便于从遥感影像上查找出目标区域中天然气井，以及其附属设施（例如输气管道和集气站等）的位置信息。
标记单元20用于通过遥感影像数据标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，特征图斑为天然气井的特征形成的图斑。
在获取到目标区域的遥感影像数据之后，可以通过该遥感影像数据在遥感影像上标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，该特征图斑具有天然气井的特征的图斑。当然，还可以在遥感影像上标记与天然气井的附属设施对应的特征图斑。在标记与天然气井及其附属设施对应的特征图斑之后，可以标记的特征图斑为依据，从遥感影像数据提取天然气井及其附属设施的一些属性信息和位置信息。
具体地，可以预先根据高分辨率的遥感影像的纹理特征，结合《石油天然气工程项目建设用地指标》文件中对天然气井工程建设用地面积的相关规定，对新建天然气井以及附属设施特征加以归纳，找出遥感影像的纹理特征找出天然气井，以及附属设施的特征，从而在遥感影像上标记天然气井以及附属设施的特征图斑。如图2所示，天然气井及其附属设施的特征如下：
①天然气井与生活区：影像中天然气井的形状为长方形，长度为105±5米，宽度为70±5米；生活区的形状近似于正方形，边长为35±5米。一般情况下，天然气井与生活区相伴而生。
②输气管道：影像中输气管道类似于道路，呈细线条状，宽度为10±1米。通常情况下，输气管道的一端与集气站连接，另一端与天然气井连接。
③集气站：影像中集气站为规则建筑物，形状为长方形，长度为80±5米，宽度为50±5米。集气站是连接天然气井的输气管道的起始点。
提取单元30用于通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息。
在标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑之后，以天然气井及其附属设施对应的特征图斑为引导和依据，从遥感影像数据中识别和提取天然气井及其附属设施的信息，从而可以准确定位天然气井及其附属设施的位置。
根据本发明实施例，通过获取目标区域的遥感影像数据，通过遥感影像数据在遥感影像上标记与目标区域的天然气井的对应的特征图斑，并依据该特征图斑提取天然气井的信息，从而实现对天然气井的准确定位，避免了同构人工进行勘察的局限性，解决现有技术中对天然气井识别与定位的准确性低的问题，达到了提高天然气井识别与定位的准确性的效果。
图3是根据本发明第二实施例的天然气井的定位装置的结构示意图。该实施例的天然气井的定位装置可以作为上述实施例的天然气井的定位装置的一种优选实施方式。如图3所示，该天然气井的定位装置包括：第一获取单元10、标记单元20、提取单元30、第二获取单元40和生成单元50。第一获取单元10和提取单元30与图1所示的第一获取单元10和提取单元30功能相同，这里不作赘述。
第二获取单元40用于在获取目标区域的遥感影像数据之后，获取目标区域的地形图数据和数字高程模型数据。
在获取到目标区域的遥感影像数据之后，获取目标区域的地形图数据和数字高程模型数据，在地形图数据中包含有目标区域内的物体的位置信息或者坐标信息，例如物体的经度和纬度。获取到地形图数据和数字高程模型数据之后，可以以地形图数据和数字高程模型数据为基础控制数据，对遥感影像数据进行地理坐标的校正。
生成单元50用于由遥感影像数据、地形图数据和数字高程模型数据生成目标区域的数字正射影像图。
在获取到目标区域的地形图数据之后，可以从地形图数据中获取纠正控制点，通过该纠正控制点并辅以数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）数据对遥感影像数据进行正射纠正，从而生成目标区域的数字正射影像图。
标记单元20还用于在数字正射影像图上标记目标区域中天然气井对应的特征图斑。
在生成目标区域的数字正射影像图之后，可以在生成的数字正射影像图上标记目标区域中天然气井对应的特征图斑，以便于依据数字正射影像图上标记的天然气井对应的特征图斑提取天然气井的信息。
根据本发明实施例，通过获取目标区域的地形图数据，并根据地形图数据对遥感影像数据进行纠正，生成数字正射影像图，由于地形图数据中包含有具体的地理位置坐标，从而依据数字正射影像图上标记的特征图斑提取目标区域的天然气井的信息，能够进一步提高对天然气井定位的准确性。
图4是根据本发明第三实施例的天然气井的定位装置的结构示意图。该实施例的天然气井的定位装置可以作为上述实施例的天然气井的定位装置的一种优选实施方式。如图4所示，该天然气井的定位装置包括：第一获取单元10、标记单元20、提取单元30、第二获取单元40和生成单元50，其中，生成单元50包括第一获取模块501、第一纠正模块502、第二获取模块503、第二纠正模块504和运算模块505。第一获取单元10、标记单元20、提取单元30和第二获取单元40与图3所示的第一获取单元10、标记单元20、提取单元30和第二获取单元40功能相同，这里不作赘述。
本发明实施例的遥感影像数据包括全色影像数据和多光谱影像数据。遥感影像数据可以是WorldView卫星的遥感影像数据，其中全色影像数据可以是WorldView全色影像数据，多光谱影像数据可以是WorldView多光谱影像数据。
其中，第一获取模块501用于从地形图数据中获取第一纠正控制点，第一纠正控制点用于纠正全色影像数据。
第一纠正控制点可以是一个纠正控制点，也可以是多个纠正控制点，第一纠正控制点用于对全色影像数据进行纠正。对遥感影像数据进行纠正可以是以地形图数据为控制资料，从地形图数据中获取第一纠正控制点，以便于对全色影像数据进行纠正。
第一纠正模块502用于由第一纠正控制点和数字高程模型数据对全色影像数据进行纠正。
可以是以获取的全色影像数据的第一纠正控制点为依据，以高程数据模型数据为辅助，对全色影像数据进行正射纠正。当全色影像数据是WorldView全色影像数据时，则由第一纠正控制点对WorldView全色影像数据进行纠正。
第二获取模块503用于从纠正后的全色影像数据中获取第二纠正控制点，第二纠正控制点用于纠正多光谱影像数据。
在对全色影像数据进行纠正之后，以纠正后的全色影像数据为控制资料，从全色影像数据中获取第二纠正控制点，第二纠正控制点用于纠正多光谱影像数据，第二纠正控制点可以是一个控制点也可以是多个控制点。
第二纠正模块504用于由第二纠正控制点和数字高程模型数据对多光谱影像数据进行纠正。
在从纠正后的全色影像数据中获取第二纠正控制点之后，可以以第二纠正控制点为依据，以高程数据模型数据为辅助，对多光谱影像数据进行正射纠正，该部分的纠正方式同全色影像数据纠正的方式相同。当多光谱影像数据为WorldView多光谱影像数据时，则对WorldView多光谱影像数据进行正射纠正。
运算模块505用于对纠正后的全色影像数据和多光谱影像数据执行四则算法融合，形成目标区域的数字正射影像图。
在进行对全色影像数据和多光谱影像数据进行纠正后，对纠正后的全色影像数据和纠正后的多光谱影像数据进行四则算法融合，从而形成目标区域的数字正射影像图。
根据本发明实施例，通过对全色影像数据和多光谱影像数据进行纠正，生成数字正射影像图，进一步地提高天然气井的定位的精度，且更好地保留了全色影像的纹理细节和多光谱影像的光谱信息。
优选地，在对纠正后的全色影像数据和纠正后的多光谱影像数据进行四则算法融合之后，还可以对融合后的数据进行色调调整，从而进一步地保留全色影像的纹理细节和多光谱影像的光谱信息，减少信息识别、提取的不确定因素。
具体地，可以是将WorldView全色影像数据在ERDAS IMAGINE（一种遥感图像数据处理系统软件）软件的Dataprep模块中进行正射纠正，纠正模型选择RationalFunctions（有理函数模型），传感器类型选择QuickBird；并根据工作区位置进行数学基础设定。本次选取试验区数学基础为1954年北京坐标系、高斯-克吕格投影（3度分带）、1985国家高程基准。参照基础控制资料（地形图）选取纠正控制点，并辅以数字高程数据完成WorldView全色影像数据的正射纠正。
其次，以纠正后的WorldView全色影像数据为控制资料，完成WorldView多光影像谱数据的正射纠正，具体操作与上述相同。
最后，利用PCI Geomatics（遥感图像处理软件）软件对正射纠正后WorldView全色影像数据和多光谱影像数据进行四则算法融合，并在Photoshop中对融合的数据进行色调的调整，生成数字正射影像图，尽可能多地保留多光谱影像数据的光谱信息和全色影像数据的纹理细节，减少信息识别、提取的不确定因素。
优选地，本发明实施例的提取单元30包括：提取模块、第三获取模块和录入模块。
提取模块用于提取天然气井的特征信息。
提取模块可以是提取天然气井及其附属设施的特征信息，特征信息可以是天然气井及其附属设施的矢量信息，例如，提取新建天然气井、生活区、输气管道和集气站等的信息，该信息可以包括天然气井及其附属设施的形状（如面状、线状等）、长度等信息。
第三获取模块用于通过天然气井的特征信息获取与天然气井对应的属性字段。
天然气井对应的属性字段可以使预先建立的属性字段，例如天然气井的名称、标号等，当天然气井的特征信息为面状，则可以获取对应的面状的面积，如果是线状的输气管，则可以获取输气管的长度。
录入模块用于录入属性字段形成天然气井的信息。
在获取与天然气井对应的属性字段之后，录入天然气井对应的属性字段形成天然气井的信息。相应地，获取到天然气井的附属设施的属性字段，录入天然气井的附属设施的属性字段。
优选地，目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，其中，本发明实施例的天然气井的定位装置还包括：第三获取单元、第四获取单元和显示单元。
第三获取单元用于在通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息之后，获取煤矿区的煤层信息。
可以是在提取天然气井的信息之后，获取煤矿区的煤层信息，由于目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，因此煤矿区为目标区域内的煤矿区，获取该煤矿区的煤层信息，以便于对煤矿区和天然气矿区进行展示。
第四获取单元用于获取目标区域的地理信息。
目标区域的地理信息可以是目标区域内的基础地理信息，具有目标区域的地理特征，如山丘、平原等信息。获取目标区域的地理信息。
显示单元用于对天然气井的信息、煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息进行显示。
在获取到煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息之后，对提取到的天然气井的信息，以及煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息进行显示，可以是进行三维可视化的显示，从而能够更直观地反映煤炭资源与天然气资源重叠区域内的天然气井及其附属设施的布设情况。
本发明实施例还提供了一种天然气井的定位方法。该方法运行在计算机设备上。需要说明的是，本发明实施例的天然气井的定位方法可以通过本发明实施例所提供的天然气井的定位装置来执行，本发明实施例的天然气井的定位装置也可以用于执行本发明实施例所提供的天然气井的定位方法。
图5是根据本发明第一实施例的天然气井的定位方法的流程图。如图5所示，该天然气井的定位方法包括步骤如下：
步骤S101，获取目标区域的遥感影像数据。
目标区域可以是煤矿区与天然气矿区重叠的区域，也可以是布设天然气井及其附属设施的区域，该目标区域可以根据需要选取具有一定区间范围的试验区，用以检测该区域的天然气井近期附属设施的位置。遥感影像数据可以是高分辨率的遥感影像数据，例如WorldView卫星生成的遥感数据，其影像空间的分辨率可以是0.5m，也可以是更高的分辨率。第一获取单元获取目标区域的遥感影像数据，以便于从遥感影像上查找出目标区域中天然气井，以及其附属设施（例如输气管道和集气站等）的位置信息。
步骤S102，通过遥感影像数据标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，特征图斑为天然气井的特征形成的图斑。
在获取到目标区域的遥感影像数据之后，可以通过该遥感影像数据在遥感影像上标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，该特征图斑具有天然气井的特征的图斑。当然，还可以在遥感影像上标记与天然气井的附属设施对应的特征图斑。在标记与天然气井及其附属设施对应的特征图斑之后，可以标记的特征图斑为依据，从遥感影像数据提取天然气井及其附属设施的一些属性信息和位置信息。
具体地，可以预先根据高分辨率的遥感影像的纹理特征，结合《石油天然气工程项目建设用地指标》文件中对天然气井工程建设用地面积的相关规定，对新建天然气井以及附属设施特征加以归纳，找出遥感影像的纹理特征找出天然气井，以及附属设施的特征，从而在遥感影像上标记天然气井以及附属设施的特征图斑。如图2所示，天然气井及其附属设施的特征如下：
①天然气井与生活区：影像中天然气井的形状为长方形，长度为105±5米，宽度为70±5米；生活区的形状近似于正方形，边长为35±5米。一般情况下，天然气井与生活区相伴而生。
②输气管道：影像中输气管道类似于道路，呈细线条状，宽度为10±1米。通常情况下，输气管道的一端与集气站连接，另一端与天然气井连接。
③集气站：影像中集气站为规则建筑物，形状为长方形，长度为80±5米，宽度为50±5米。集气站是连接天然气井的输气管道的起始点。
步骤S103，通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息。
在标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑之后，以天然气井及其附属设施对应的特征图斑为引导和依据，从遥感影像数据中识别和提取天然气井及其附属设施的信息，从而可以准确定位天然气井及其附属设施的位置。
根据本发明实施例，通过获取目标区域的遥感影像数据，通过遥感影像数据在遥感影像上标记与目标区域的天然气井的对应的特征图斑，并依据该特征图斑提取天然气井的信息，从而实现对天然气井的准确定位，避免了同构人工进行勘察的局限性，解决现有技术中对天然气井识别与定位的准确性低的问题，达到了提高天然气井识别与定位的准确性的效果。
优选地，目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，其中，在步骤S103之后，定位方法还可以包括以下步骤：
步骤1，获取煤矿区的煤层信息。
可以是在提取天然气井的信息之后，获取煤矿区的煤层信息，由于目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，因此煤矿区为目标区域内的煤矿区，获取该煤矿区的煤层信息，以便于对煤矿区和天然气矿区进行展示。
步骤2，获取目标区域的地理信息。
目标区域的地理信息可以是目标区域内的基础地理信息，具有目标区域的地理特征，如山丘、平原等信息。获取目标区域的地理信息。
步骤3，对天然气井的信息、煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息进行显示。
在获取到煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息之后，对提取到的天然气井的信息，以及煤矿区的煤层信息和目标区域的地理信息进行显示，可以是进行三维可视化的显示，从而能够更直观地反映煤炭资源与天然气资源重叠区域内的天然气井及其附属设施的布设情况。
图6是根据本发明第二实施例的天然气井的定位方法的流程图。该实施例的天然气井的定位方法可以是上述实施例的天然气井的定位方法的一种优选实施方式。如图6所示，该天然气井的定位方法包括步骤如下：
步骤S201，获取目标区域的遥感影像数据。
目标区域可以是煤矿区与天然气矿区重叠的区域，也可以是布设天然气井及其附属设施的区域，该目标区域可以根据需要选取具有一定区间范围的试验区，用以检测该区域的天然气井近期附属设施的位置。遥感影像数据可以是高分辨率的遥感影像数据，例如WorldView卫星生成的遥感数据，其影像空间的分辨率可以是0.5m，也可以是更高的分辨率。第一获取单元获取目标区域的遥感影像数据，以便于从遥感影像上查找出目标区域中天然气井，以及其附属设施（例如输气管道和集气站等）的位置信息。
步骤S202，获取目标区域的地形图数据和数字高程模型数据。
在获取到目标区域的遥感影像数据之后，获取目标区域的地形图数据和数字高程模型数据，在地形图数据中包含有目标区域内的物体的位置信息或者坐标信息，例如物体的经度和纬度。获取到地形图数据和数字高程模型数据之后，可以以地形图数据和数字高程模型数据为基础控制数据，依据地形图数据对遥感影像数据进行地理坐标的校正。
步骤S203，由遥感影像数据、地形图数据和数字高程模型数据生成目标区域的数字正射影像图。
在获取到目标区域的地形图数据之后，可以从地形图数据中获取纠正控制点，通过该纠正控制点并辅以数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM）数据对遥感影像数据进行正射纠正，从而生成目标区域的数字正射影像图。
优选地，遥感影像数据包括全色影像数据和多光谱影像数据，遥感影像数据可以是WorldView卫星的遥感影像数据，其中全色影像数据可以是WorldView全色影像数据，多光谱影像数据可以是WorldView多光谱影像数据。其中，步骤S203可以通过以下步骤实现：
步骤S2031，从地形图数据中选取第一纠正控制点，第一纠正控制点用于纠正全色影像数据。
第一纠正控制点可以是一个纠正控制点，也可以是多个纠正控制点，第一纠正控制点用于对全色影像数据进行纠正。对遥感影像数据进行纠正可以是以地形图数据为控制资料，从地形图数据中获取第一纠正控制点，以便于对全色影像数据进行纠正。
步骤S2032，由第一纠正控制点和数字高程模型数据对全色影像数据进行纠正。
可以是以获取的全色影像数据的第一纠正控制点为依据，以高程数据模型数据为辅助，对全色影像数据进行正射纠正。当全色影像数据是WorldView全色影像数据时，则由第一纠正控制点对WorldView全色影像数据进行纠正。
步骤S2033，从纠正后的全色影像数据中选取第二纠正控制点，第二纠正控制点用于纠正多光谱影像数据。
在对全色影像数据进行纠正之后，以纠正后的全色影像数据为控制资料，从全色影像数据中获取第二纠正控制点，第二纠正控制点用于纠正多光谱影像数据，第二纠正控制点可以是一个控制点也可以是多个控制点。
步骤S2034，由第二纠正控制点和数字高程模型数据对多光谱影像数据进行纠正。
在从纠正后的全色影像数据中获取第二纠正控制点之后，可以以第二纠正控制点为依据，以高程数据模型数据为辅助，对多光谱影像数据进行正射纠正，该部分的纠正方式同全色影像数据纠正的方式相同。当多光谱影像数据为WorldView多光谱影像数据时，则对WorldView多光谱影像数据进行正射纠正。
步骤S2035，对纠正后的全色影像数据和多光谱影像数据执行四则算法融合，形成目标区域的数字正射影像图。
在进行对全色影像数据和多光谱影像数据进行纠正后，对纠正后的全色影像数据和纠正后的多光谱影像数据进行四则算法融合，从而形成目标区域的数字正射影像图。
根据本发明实施例，通过对全色影像数据和多光谱影像数据进行纠正，生成数字正射影像图，进一步地提高天然气井的定位的精度，且更好地保留了全色影像的纹理细节和多光谱影像的光谱信息。
进一步优选地，在对纠正后的全色影像数据和纠正后的多光谱影像数据进行四则算法融合之后，还可以对融合后的数据进行色调调整，从而进一步地保留全色影像的纹理细节和多光谱影像的光谱信息，减少信息识别、提取的不确定因素。
具体地，可以是将WorldView全色影像数据在ERDAS IMAGINE（一种遥感图像数据处理系统软件）软件的Dataprep模块中进行正射纠正，纠正模型选择RationalFunctions（有理函数模型），传感器类型选择QuickBird；并根据工作区位置进行数学基础设定。本次选取试验区数学基础为1954年北京坐标系、高斯-克吕格投影（3度分带）、1985国家高程基准。参照基础控制资料（地形图）选取纠正控制点，并辅以数字高程数据完成WorldView全色影像数据的正射纠正。
其次，以纠正后的WorldView全色影像数据为控制资料，完成WorldView多光影像谱数据的正射纠正，具体操作与上述相同。
最后，利用PCI Geomatics（遥感图像处理软件）软件对正射纠正后WorldView全色影像数据和多光谱影像数据进行四则算法融合，并在Photoshop中对融合的数据进行色调的调整，生成数字正射影像图，尽可能多地保留多光谱影像数据的光谱信息和全色影像数据的纹理细节，减少信息识别、提取的不确定因素。
步骤S204，在数字正射影像图上标记目标区域中天然气井对应的特征图斑。
在生成目标区域的数字正射影像图之后，可以在生成的数字正射影像图上标记目标区域中天然气井对应的特征图斑，以便于依据数字正射影像图上标记的天然气井对应的特征图斑提取天然气井的信息。
步骤S205，通过特征图斑从遥感影像数据中提取天然气井的信息。
在标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑之后，以天然气井及其附属设施对应的特征图斑为引导和依据，从遥感影像数据中识别和提取天然气井及其附属设施的信息，从而可以准确定位天然气井及其附属设施的位置。
根据本发明实施例，通过获取目标区域的地形图数据，并根据地形图数据对遥感影像数据进行纠正，生成数字正射影像图，由于地形图数据中包含有具体的地理位置坐标，从而依据数字正射影像图上标记的特征图斑提取目标区域的天然气井的信息，能够进一步提高对天然气井定位的准确性。
图6是根据本发明第二实施例的天然气井的定位方法的流程图。该实施例的天然气井的定位方法可以是上述实施例的天然气井的定位方法的一种优选实施方式。如图6所示，该天然气井的定位方法包括步骤如下：
步骤S301，获取目标区域的遥感影像数据。
目标区域可以是煤矿区与天然气矿区重叠的区域，也可以是布设天然气井及其附属设施的区域，该目标区域可以根据需要选取具有一定区间范围的试验区，用以检测该区域的天然气井近期附属设施的位置。遥感影像数据可以是高分辨率的遥感影像数据，例如WorldView卫星生成的遥感数据，其影像空间的分辨率可以是0.5m，也可以是更高的分辨率。第一获取单元获取目标区域的遥感影像数据，以便于从遥感影像上查找出目标区域中天然气井，以及其附属设施（例如输气管道和集气站等）的位置信息。
步骤S302，通过遥感影像数据标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，特征图斑为天然气井的特征形成的图斑。
在获取到目标区域的遥感影像数据之后，可以通过该遥感影像数据在遥感影像上标记与目标区域中天然气井对应的特征图斑，该特征图斑具有天然气井的特征的图斑。当然，还可以在遥感影像上标记与天然气井的附属设施对应的特征图斑。在标记与天然气井及其附属设施对应的特征图斑之后，可以标记的特征图斑为依据，从遥感影像数据提取天然气井及其附属设施的一些属性信息和位置信息。
具体地，可以预先根据高分辨率的遥感影像的纹理特征，结合《石油天然气工程项目建设用地指标》文件中对天然气井工程建设用地面积的相关规定，对新建天然气井以及附属设施特征加以归纳，找出遥感影像的纹理特征找出天然气井，以及附属设施的特征，从而在遥感影像上标记天然气井以及附属设施的特征图斑。如图2所示，天然气井及其附属设施的特征如下：
①天然气井与生活区：影像中天然气井的形状为长方形，长度为105±5米，宽度为70±5米；生活区的形状近似于正方形，边长为35±5米。一般情况下，天然气井与生活区相伴而生。
②输气管道：影像中输气管道类似于道路，呈细线条状，宽度为10±1米。通常情况下，输气管道的一端与集气站连接，另一端与天然气井连接。
③集气站：影像中集气站为规则建筑物，形状为长方形，长度为80±5米，宽度为50±5米。集气站是连接天然气井的输气管道的起始点。
步骤S303，提取天然气井的特征信息。
提取模块可以是提取天然气井及其附属设施的特征信息，特征信息可以是天然气井及其附属设施的矢量信息，例如，提取新建天然气井、生活区、输气管道和集气站等的信息，该信息可以包括天然气井及其附属设施的形状（如面状、线状等）、长度等信息。
步骤S304，通过天然气井的特征信息获取与天然气井对应的属性字段。
天然气井对应的属性字段可以使预先建立的属性字段，例如天然气井的名称、标号等，当天然气井的特征信息为面状，则可以获取对应的面状的面积，如果是线状的输气管，则可以获取输气管的长度。
步骤S305，录入属性字段形成天然气井的信息。
在获取与天然气井对应的属性字段之后，录入天然气井对应的属性字段形成天然气井的信息。相应地，获取到天然气井的附属设施的属性字段，录入天然气井的附属设施的属性字段。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种天然气井的定位方法，其特征在于，包括：
获取目标区域的遥感影像数据；
通过所述遥感影像数据标记与所述目标区域中天然气井对应的特征图斑，所述特征图斑为所述天然气井的特征形成的图斑；以及
通过所述特征图斑从所述遥感影像数据中提取所述天然气井的信息。
2.根据权利要求1所述的天然气井的定位方法，其特征在于，在获取目标区域的遥感影像数据之后，所述定位方法还包括：
获取所述目标区域的地形图数据和数字高程模型数据；以及
由所述遥感影像数据、所述地形图数据和所述数字高程模型数据生成所述目标区域的数字正射影像图，
其中，通过所述遥感影像数据标记与所述目标区域中天然气井对应的特征图斑包括：在所述数字正射影像图上标记所述目标区域中天然气井对应的特征图斑。
3.根据权利要求2所述的天然气井的定位方法，其特征在于，所述遥感影像数据包括全色影像数据和多光谱影像数据，其中，由所述遥感影像数据和所述地形图数据生成所述目标区域的数字正射影像图包括：
从所述地形图数据中选取第一纠正控制点，所述第一纠正控制点用于纠正所述全色影像数据；
由所述第一纠正控制点和所述数字高程模型数据对所述全色影像数据进行纠正；
从纠正后的所述全色影像数据中选取第二纠正控制点，所述第二纠正控制点用于纠正所述多光谱影像数据；
由所述第二纠正控制点和所述数字高程模型数据对所述多光谱影像数据进行纠正；以及
对纠正后的所述全色影像数据和所述多光谱影像数据执行四则算法融合，形成所述目标区域的数字正射影像图。
4.根据权利要求1所述的天然气井的定位方法，其特征在于，通过所述特征图斑从所述遥感影像数据中提取所述天然气井的信息包括：
提取所述天然气井的特征信息；
通过所述天然气井的特征信息获取与所述天然气井对应的属性字段；以及
录入所述属性字段形成所述天然气井的信息。
5.根据权利要求1所述的天然气井的定位方法，其特征在于，所述目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，其中，在通过所述特征图斑从所述遥感影像数据中提取所述天然气井的信息之后，所述定位方法还包括：
获取所述煤矿区的煤层信息；
获取所述目标区域的地理信息；以及
对所述天然气井的信息、所述煤矿区的煤层信息和所述目标区域的地理信息进行三维可视化显示。
6.一种天然气井的定位装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取目标区域的遥感影像数据；
标记单元，用于通过所述遥感影像数据标记与所述目标区域中天然气井对应的特征图斑，所述特征图斑为所述天然气井的特征形成的图斑；以及
提取单元，用于通过所述特征图斑从所述遥感影像数据中提取所述天然气井的信息。
7.根据权利要求6所述的天然气井的定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：
第二获取单元，用于在获取目标区域的遥感影像数据之后，获取所述目标区域的地形图数据和数字高程模型数据；以及
生成单元，用于由所述遥感影像数据、所述地形图数据和所述数字高程模型数据生成所述目标区域的数字正射影像图，
其中，所述标记单元还用于在所述数字正射影像图上标记所述目标区域中天然气井对应的特征图斑。
8.根据权利要求7所述的天然气井的定位装置，其特征在于，所述遥感影像数据包括全色影像数据和多光谱影像数据，其中，所述生成单元包括：
第一获取模块，用于从所述地形图数据中获取第一纠正控制点，所述第一纠正控制点用于纠正所述全色影像数据；
第一纠正模块，用于由所述第一纠正控制点和所述数字高程模型数据对所述全色影像数据进行纠正；
第二获取模块，用于从纠正后的所述全色影像数据中获取第二纠正控制点，所述第二纠正控制点用于纠正所述多光谱影像数据；
第二纠正模块，用于由所述第二纠正控制点和所述数字高程模型数据对所述多光谱影像数据进行纠正；以及
运算模块，用于对纠正后的所述全色影像数据和所述多光谱影像数据执行四则算法融合，形成所述目标区域的数字正射影像图。
9.根据权利要求6所述的天然气井的定位装置，其特征在于，所述提取单元包括：
提取模块，用于提取所述天然气井的特征信息；
第三获取模块，用于通过所述天然气井的特征信息获取与所述天然气井对应的属性字段；以及
录入模块，用于录入所述属性字段形成所述天然气井的信息。
10.根据权利要求6所述的天然气井的定位装置，其特征在于，所述目标区域为煤矿区与天然气矿区重叠的区域，其中，所述定位装置还包括：
第三获取单元，用于在通过所述特征图斑从所述遥感影像数据中提取所述天然气井的信息之后，获取所述煤矿区的煤层信息；
第四获取单元，用于获取所述目标区域的地理信息；以及
显示单元，用于对所述天然气井的信息、所述煤矿区的煤层信息和所述目标区域的地理信息进行显示。
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