Page 160 - 遥感技术在生态环境监测中的应用研究

第五章 遥感技术在煤矿矿山地质环境监测中的应用研究

波监测技术；随着对其深入研究，有学者开始利用另外一种效率更高的方法来进行监测，

通过土壤本身反射的亮度温度值（用传感器获取的亮度温度来表示）来构建其与土壤湿度
之间的关联性，这种方法属于被动微波遥感监测，受土壤粗糙度的影响较小，但理论知识
方面还不是很完善。

微波遥感具有全天时、全天候、多极化方式、受云量影响小以及对土壤水分具有较高
灵敏度等有点，由于微波的穿透能力较强，因此在植被覆盖较低的研究区域具有明显的优
势，但是由于地质环境复杂，信号易受到干扰，在监测方面仍存在较多技术难题，比如缺

乏高分辨率遥感数据，数据昂贵，成本高，数据获取过程较为复杂，在实际应用过程中技
术尚不完善，仍需继续加强技术方面的突破。

三、某矿区采煤沉陷区土壤湿度遥感监测

（一）研究区土壤数据的获取与处理

1. 数据的获取
（1）哨兵数据
哨兵 1 号（Sentinel-1）卫星是 2014 年 4 月发射其上载有 C 波段合成孔径雷达，能够

持续性传回遥感数据，并于同年 10 月，正式开始使用。采用严格的轨道控制技术，以便
获取较好的差分干涉产品。卫星基于 C 波段，采用 4 种成像模式进行观测，最高分辨率能
够达到 5m，成像幅宽可以达到 400km，12 天重访一次，其具有周期短、生产迅速、并能

够进行大范围高分辨率监测的优点。因此本次研究选择对 2017-2018 年的微波遥感数据进
行处理，采用的数据为Sentinel-1A 的Interferometric.Wide-swath.mode（IW）成像模式的数据，.
监测幅宽为.250km，.距离向分辨率为 5m，方位向分辨率为 20m，并结合 2000 年 NASA 获

得的研究区 90m 分辨率的 SRTM 的 DEM 数据。
（2）SRTM 数据

航天飞机雷达地形测绘数据（SRTM）是目前应用较多的也最为全面的数字高程模型，
经过研究处理后，已经形成覆盖了地球 80% 范围的 DEM 数据，它是由国家测绘局和美国
太空总署联合测量得来的，其具有覆盖范围广、精度高、分辨率高等优点，在研究数字地

面高程等方面均会采用，由于 SRTM 数据覆盖整个中国，因此在国内应用中有十分重要的
作用。

航天飞机雷达地形测绘数据以经纬网为基础单位形成不同范围的数字高程影像数据，
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目前提供有 30m 和 90m 分辨率的数据，分别称为 SRTM1 和 SRTm 。SRTm 可免费获取，
其每 90m 的数据点的值由其周边的 9 个相邻栅格经算术平均计算而来，本次研究所采用
的矿区 SRTM 数字地形高程模型来源于网站通用地址（http：//www2.jpl.nasa.gov/srtm/）注
册免费下载所得。由于本次研究需要分析不同时间的地表沉降情况，因此需要结合 DEM
数据和遥感数据综合分析之后来进行监测，而数字高程模型的精度会影像地表形变的精度，

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