无人机遥感技术在采煤地面塌陷监测中的应用

为研究无人机遥感技术在采煤地面塌陷监测中的应用,以宁东煤炭基地金凤煤矿011805综采工作面为例,探讨了利用无人机遥感技术进行地表裂缝解译、地面沉降量计算和地面塌陷规律研究的方法。结果表明:无人机飞行航高可根据需要识别的地表裂缝宽度确定,地形平坦地区识别2 cm地表裂缝的飞行航高一般应不超过143 m;地表裂缝宜于采用基于光谱、延长度和紧密度规则的面向对象的信息提取方法进行自动识别,在采用这种方法发现地表塌陷裂缝时宜采用基于边缘检测的图像分割模型和基于Full Lambda Schedule的图像融合模型;对无人机遥感地表高程值进行拟合校正可近似获得采煤工作面地表下沉量和下沉系数,说明无人机遥感技术可应用于采煤地面沉降量监测;综采工作面内地表裂缝数量多,总体垂直回采方向排列,切眼和顺槽附近地表裂缝数量少,总体平行顺槽和切眼展布。      

宁夏羊场湾煤矿浅埋煤层开采地面塌陷发育规律及形成机理

以宁夏羊场湾煤矿Y110207工作面为研究对象,采用无人机遥感技术、野外调查与有限差分软件模拟方法研究浅埋煤层开采的地面塌陷类型、发育规律及其形成机理。(1)浅埋煤层开采地面塌陷以地表裂缝发育为主,地表破坏严重。(2)平行切眼裂缝间隔性出现,展布于整个工作面内,间隔距离为10～120m,局部裂缝形成错台高度约为15cm。平行顺槽裂缝为拉张型裂缝,发育在顺槽至外围一定范围。(3)采煤活动导致地下形成采空区,上覆岩层发生移动破坏,破坏区分为剪切破坏区、拉张破坏区及剪-拉破坏区,分别对压应力区、拉应力区和压-拉转化区。(4)当应力扰动传递至地表,应力值超过覆盖层抗拉强度时地表产生裂缝。随着工作面推进,覆岩内部裂缝带上行裂缝与地表下行裂缝贯通,形成错台。研究成果丰富了该区浅埋煤层的地面塌陷理论知识,为地面塌陷防治提供了理论依据。     

新疆苇湖梁煤矿塌陷区遥感监测研究

苇湖梁煤矿已有50多年的开采历史, 长期的地下开采造成了严重的地面塌陷。本文将新疆苇湖梁煤矿塌陷区作为研究区, 以2013年的IKONOS高分遥感影像为主要数据源, 以ArcGIS为支撑平台, 采用人机交互的解译方法对塌陷区的相关信息进行提取, 结合实地调查验证的方法, 分析研究区内地质灾害的特征。通过遥感调查发现: 研究区内发育规模较大、位于塌陷区周围的拉伸区的地裂缝约有64条;塌陷坑(群)约有94个, 主要分布于南北塌陷槽及两侧;塌陷回填区总面积达0.92 km², 并在回填区发现了3个新塌陷坑。本文充分发挥了遥感技术宏观性强、速度快的特点, 调查结果反映了塌陷区灾害的实际情况。     

贵州省喀斯特区地质灾害遥感影像特征研究

本文以贵州省喀斯特区为例，总结了地质灾害遥感调查的特点，喀斯特区地质灾害遥感调查的类型、影像特征及识别标志。认为在喀斯特区。由于地质灾害保存较好，利用各种遥感解译标志，对地质灾害解译。能够经济、准确、快捷地摸清其分布与发育规律，然后进行地面验证，能够达到事半功倍的效果。     

青藏高原天然气水合物遥感探测研究

介绍了天然气水合物的遥感探测方法,即:首先选择适当的ETM+、ASTER以及Quickbird等遥感图像,分析可见光、短波红外、热红外波段的影像特征,反演地表温度;然后结合野外调查和前人资料,寻找天然气水合物的直接和间接遥感解译标志,进行遥感解译。研究结果表明,青藏高原天然气远景区出现的几种遥感解译标志包括:地表上空高温异常(尤其是水体上空)、泥火山、沼泽地水体中大量气泡和棕黄色沉淀物,以及碳酸盐化、粘土化等指示信息。本研究为进一步开展大规模天然气水合物遥感调查和圈定靶区提供了基础方法。      

基于无人机遥感的矿山地质灾害解译

矿山地质环境调查是为了查明在矿产资源开采过程中遇到或者诱发的地质环境问题并对其作出评价和预测。传统的人工地质环境调查方法正面临时效性和安全性的挑战,无人机遥感正是取代人工地质环境调查的手段之一。基于2016年10月在北京市门头沟区的一次无人机飞行获取的数据,使用Pix4Dmapper等软件生成正射影像、数字高程模型以及三维模型,然后对该区进行遥感地质解译,建立滑坡、地面塌陷、不稳定斜坡、地裂缝、煤矸石堆、其他渣堆的解译标志,形成了一套适用于矿山的无人机遥感的地质灾害解译方法流程,通过实地验证,证明无人机遥感地质灾害解译效果良好,适合在矿山地质灾害监测方面推广应用。     

遥感技术在江西永丰县地质灾害调查中的应用

本文论述了遥感技术在江西永丰县1∶50000地质灾害调查中的应用,表明地质灾害遥感调查应用的效果。文中简述了遥感解译的工作方法,通过MAPGIS平台进行图像处理,建立了滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害的解译标志。在Google earth高清影像覆盖区,可对小型地质灾害进行精确的解译;通过相关的图像处理技术,对断裂构造,岩溶盆地也可进行相关解译;最后提出了地面野外调查的相关建议。实践证明,遥感解译可对地质灾害地面调查起互补验证作用。     

陕西省主要煤矿区地面塌陷表现形式及其遥感响应

煤炭资源的开采引发的地面塌陷,已成为制约矿区可持续发展的重要因素。陕西省主要煤矿区地面塌陷问题严重,且随着煤炭生产规模的扩大呈现更加严重的趋势。其主要表现形式有：塌陷盆地、塌陷坑、地裂缝、滑坡、崩塌等,并引发地形地貌、植被变化及居民点变迁等。针对陕西省主要煤矿区开发状况及地面塌陷表现形式,对地面塌陷形成的地质灾害遥感响应特征进行了分析,认为利用遥感图像可以有效识别塌陷坑、地裂缝、崩塌等直接标志及地貌变化、居民地变迁、植被变化等间接标志,并以此确定地面塌陷的范围;利用多时相遥感资料对比能够获得塌陷区动态变化信息,为研究矿区塌陷规律及灾害防治提供科学依据。     

淮北市北区地表水体及采空塌陷遥感调查

利用淮北最新的彩红外航片，圈定本区地表水体，统计了其面积；分析了煤矿采空塌陷形成机制，建立了采空塌陷的遥感解译标志，以此圈定了煤矿采空塌陷区的分布范围，并对塌陷区内的土地综合利用情况进行了调查和评述     

遥感在辽宁丹东地区1∶5万区域地质调查中的应用

通过对丹东地区1∶5万黄、白旗幅测区的遥感影像特征研究,结合地面调查进行综合分析和解译,对测区地层、侵入岩、变质岩、线性构造的遥感影像特征和解译效果进行了系统总结.发现可解译地质体和地质现象,解译效果较好,解译正确率达70%以上.归纳出一套行之有效的工作方法,证实遥感在区调工作中具有不可取代的作用和良好的应用价值.     

基于HJ-1A卫星CCD遥感影像数据的煤矿区塌陷坑积水和煤堆监测

地表塌陷积水和煤堆的识别与区分是煤矿开采区环境保护的重要工作内容。本文利用HJ-1A卫星CCD遥感影像数据,以神东矿区为例,在深入分析矿区煤堆、塌陷积水、其它水体和工矿用地等地物的光谱特征基础之上,通过波段反射率差异和归一化水体指数(NDWI)构建了矿区内煤堆和塌陷积水的遥感提取与识别决策树模型。模型分析表明,塌陷积水的NDWI指数范围为[0.02,0.13],与部分裸土/工矿用地容易混合,需要利用红光通道阈值进行剔除。煤堆与其他非水体地物都有较明显的区分但与塌陷水体较为一致,需进一步通过红色通道阈值加以区分,当阈值为0.14时研究区提取结果最佳。研究区内共提取出煤堆373个,面积4.96 km2,塌陷积水11个,面积0.51 km2。通过与2.5 m空间分辨率的SPOT卫星目视解译验证表明,本文利用HJ-1A CCD影像数据识别总精度可达97.77%,构建的决策模型适用于矿区内煤堆及水体信息的自动提取。     

遥感技术在地质灾害调查及灾害规律研究中的应用——以辽宁省建昌县为例

地质灾害与地质环境条件、人类工程活动关系密切,严重威胁着人类生命财产安全,制约社会经济的可持续发展。运用遥感技术对辽宁省建昌县进行地质灾害调查,利用ENVI5.3软件对高分二号数据进行预处理,建立遥感解译标志并开展了野外验证,最终解译滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷等地质灾害点75个;同时,利用Arcgis10.4空间分析功能,对遥感解译地质灾害点与地貌、坡度、坡向、构造、水系及人类工程活动等因子进行叠加分析,基本查清了研究区地质灾害规模、空间分布特征和发育规律,为研究总结区域上地质灾规律及有效预防提供了详实可靠的基础资料。     

IKONOS卫星影像在甘肃省红会煤矿区塌陷群识别中的应用

遥感技术在地质灾害的调查中有着广泛地应用,特别是高分辨率卫星影像。本文采用IKONOS高分辨率卫星影像,通过正射校正、影像融合后,获得高精度的遥感影像,作为解译地质灾害的遥感数据源,可以快速、准确地识别红会煤矿区的塌陷群,并能够清楚地识别塌陷及其细节特征,分析其影响因子、规模和危害程度,取得了良好的效果。     

山东省济宁市煤矿矿集区地面沉陷现状遥感调查

山东省济宁地区煤矿资源丰富,但煤矿资源的开采利用造成了严重的地面沉陷。本文旨在调查济宁市煤矿矿集区地面沉陷的现状。在调查过程中主要采用最新获取的GeoEye-1高空间分辨率遥感影像,并结合历史资料分析研究区内地面沉陷造成的危害。通过遥感调查发现研究区内有地面沉陷积水坑47个,积水面积达2828hm2。地面沉陷已造成了20个村庄的搬迁,破坏土地约2667hm2,严重影响了当地人民的生活。本文使用遥感手段开展地面沉陷调查工作,充分反映了研究区地面沉陷灾害的实际情况,也充分体现了遥感技术快速、宏观的特点。     

盐池县地质灾害遥感调查及空间分布特征分析

宁夏盐池县地处黄土高原区,地质灾害较为频繁。以SPOT6、RapidEye、无人机以及LandSat8 OLI等多源遥感数据为基础,通过研究遥感影像特征,建立地质灾害解译标志,共解译出滑坡125处、崩塌84处、泥石流19处、地面塌陷区3处。结合区域地理地质环境特征,总结了研究区地质灾害点的基本特征,并利用GIS技术对灾害点进行点密度分析,在此基础上划分了7个集中分布区,归纳了盐池县地质灾害点的空间分布特征及规律;同时,对研究区地层构造、植被、地形等因素与地质灾害点空间分布特征的相关性进行了讨论。研究结果表明:盐池县地质灾害点具有规模小,灾害轻;点密度整体南高北低,且南部聚集、北部分散;地层、植被、坡度、坡向等因素与地质灾害有着密切的联系。     

盐池县地质灾害遥感调查及空间分布特征

宁夏盐池县地处黄土高原区,地质灾害较为频繁。以SPOT6、Rapid Eye、无人机以及Land Sat8 OLI等多源遥感数据为基础,通过研究遥感影像特征,建立地质灾害解译标志,共解译出滑坡125处、崩塌84处、泥石流19处、地面塌陷区3处。结合区域地理地质环境特征,总结了研究区地质灾害点的基本特征,并利用GIS技术对灾害点进行点密度分析,在此基础上划分了7个集中分布区,归纳了盐池县地质灾害点的空间分布特征及规律;同时,对研究区地层构造、植被、地形等因素与地质灾害点空间分布特征的相关性进行了讨论。研究结果表明:盐池县地质灾害点具有规模小,灾害轻;点密度整体南高北低,且南部聚集、北部分散;地层、植被、坡度、坡向等因素与地质灾害有着密切的联系。     

汶川地震绵远河流域地质灾害遥感提取与分布特征研究

2008年5月12日,中国四川省龙门山地区发生MS8.0大地震,诱发了大量的斜坡地质灾害。全面、准确的地质灾害编录和对其发育规律分析是灾害防治研究的基础。因此,本文选取同震地质灾害典型发育的绵远河流域作为研究区,利用2期震后的SPOT5卫星遥感影像,结合震前航拍影像,进行了同震地质灾害图斑的自动识别,并结合影像目视检核和灾害野外验证精确地编录了斜坡地质灾害。针对先前学者在此研究区的研究成果,对比分析本次地质灾害提取方法的优势与成果的完整性与精确性。在此解译成果基础上,进行了地质灾害发育规律的空间分析,得出了一些有别于前人的认识:（1）遥感影像是提取地震地质灾害的有效手段,但需要注意遥感影像的时相选择和期次的对比,这样才能获取完整且准确的解译结果; （2）提取的研究区地质灾害总面积为85.5km2,约为前人研究结果的两倍; 解译结果显示,灾害主要集中分布于北川映秀地表破裂带附近和绵远河主河道两侧的斜坡; （3）流域地处地形、地貌过渡带,高程、坡度、坡形、断裂及地表破裂和地层岩性是汶川地震地质灾害分布的主控因素; 在高程1500m和4100m附近灾害面积百分比最大,分别为31%和25%以上; 灾害分布主要集中在50附近,面积百分比与坡度呈正相关; 在凹形陡坡单元灾害面积分布最大,其次为凸型中坡单元; 灾害分布与该地区断层的活动特征相关性很大; 硬岩、上硬下软地层是地质灾害的主要发生区域,占49.6%。     

汶川地震绵远河流域地质灾害遥感提取与分布特征研究

2008年5月12日,中国四川省龙门山地区发生M S8.0大地震,诱发了大量的斜坡地质灾害。全面、准确的地质灾害编录和对其发育规律分析是灾害防治研究的基础。因此,本文选取同震地质灾害典型发育的绵远河流域作为研究区,利用2期震后的SPOT5卫星遥感影像,结合震前航拍影像,进行了同震地质灾害图斑的自动识别,并结合影像目视检核和灾害野外验证精确地编录了斜坡地质灾害。针对先前学者在此研究区的研究成果,对比分析本次地质灾害提取方法的优势与成果的完整性与精确性。在此解译成果基础上,进行了地质灾害发育规律的空间分析,得出了一些有别于前人的认识:(1)遥感影像是提取地震地质灾害的有效手段,但需要注意遥感影像的时相选择和期次的对比,这样才能获取完整且准确的解译结果;(2)提取的研究区地质灾害总面积为85.5km2,约为前人研究结果的两倍;解译结果显示,灾害主要集中分布于北川—映秀地表破裂带附近和绵远河主河道两侧的斜坡;(3)流域地处地形、地貌过渡带,高程、坡度、坡形、断裂及地表破裂和地层岩性是汶川地震地质灾害分布的主控因素;在高程1500m和4100m附近灾害面积百分比最大,分别为31%和25%以上;灾害分布主要集中在50°附近,面积百分比与坡度呈正相关;在凹形陡坡单元灾害面积分布最大,其次为凸型中坡单元;灾害分布与该地区断层的活动特征相关性很大;硬岩、上硬下软地层是地质灾害的主要发生区域,占49.6%。     

多源遥感数据在地下采煤塌陷识别中的应用与分析

长期的地下采煤会造成地表沉降,严重影响矿区生态环境和人民生命财产安全,采取可行有效的方法对矿区采空塌陷进行监测与分析,是实施地质灾害精准防护的首要前提,具有重要现实意义。为此,本文利用Sentinel-1 SAR雷达影像和高分辨率光学遥感影像,分别采用小基线(SBAS)InSAR技术和人机交互遥感识别方法对纳雍县鬃岭地质灾害群地下采煤塌陷范围进行了监测识别,对比分析了各自技术特点。结果表明:①基于小基线InSAR雷达监测技术能很好反映监测期内地表形变信息,对因地下开采引发的地表形变较大或微小形变均能有效识别,但对早期煤矿开采造成而目前趋于稳定的采空塌陷识别能力不足;②高分辨率光学遥感人机交互解译对于目前采空塌陷形变已趋于稳定或历史上形成的采空塌陷区损毁土地情况有很好的识别;③综合InSAR 监测技术和高分辨率光学影像遥感识别方法,能较全面获取采空塌陷范围及损毁情况,可为矿山地质环境治理、地质灾害防护提供参考依据。     

遥感技术在煤矿开采区详细地质灾害调查中的应用

采煤造成的地质灾害日趋严重,常规手段难以对其定量化调查研究.利用IKONOS卫星影像高分辨率的特点,以白银煤矿区为例,分析该区的地质灾害特点和遥感影像特征,建立了塌陷和地裂缝的遥感解译标志,并运用3S技术手段,对该区地质灾害进行定性和定量化分析,为该地方政府决策和当地的环境治理提供了科学依据.