基于D-InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析

该文在综合分析国内外开采沉陷监测技术现状、合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和差分干涉测量(D-In SAR)技术发展及其在地表沉陷监测中应用成果的基础上,分析了D-InSAR技术在煤矿开采沉陷变形监测中的特点与技术优势。指出:应用D-InSAR进行煤矿区开采沉陷监测的具体目标是矿区地表沉降演变过程分析、采区地表沉陷动态监测与分析和矿区DEM数据更新;亟须研究解决的关键技术问题有:源数据获取与选择、数据处理方法、地面配合措施、精度与可靠性评价、多源信息集成分析等。D-InSAR为煤矿区地表时空演变过程研究和开采沉陷实时动态监测提供了新的技术方法;作为"数字矿山"的重要内容,D-InSAR可以有效地指导矿区生产、整体规划与长远发展,并为矿区可持续发展服务。     

基于D—InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析

该文在综合分析国内外开采沉陷监测技术现状、合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和差分干涉测量(D—InSAR)技术发展及其在地表沉陷监测中应用成果的基础上，分析了D—InSAR技术在煤矿开采沉陷变形监测中的特点与技术优势。指出：应用D—InSAR进行煤矿区开采沉陷监测的具体目标是矿区地表沉降演变过程分析、采区地表沉陷动态监测与分析和矿区DEM数据更新；亟须研究解决的关键技术问题有：源数据获取与选择、数据处理方法、地面配合措施、精度与可靠性评价、多源信息集成分析等。D—InSAR为煤矿区地表时空演变过程研究和开采沉陷实时动态监测提供了新的技术方法；作为“数字矿山”的重要内容，D—InSAR可以有效地指导矿区生产、整体规划与长远发展，并为矿区可持续发展服务。     

基于TLS技术的矿区地表沉降快速自动获取研究

为实现快速自动地从海量点云中获取地表沉降信息,该文提出了一种基于TLS技术的矿区沉降信息快速自动获取方法。对点云数据完成预处理后,首先以相同网格划分开采前后点云数据,然后利用改进的反距离权重法插值求取网格结点坐标,匹配相同网格结点作为同名点并求取下沉量,最后获取下沉曲线与下沉DEM,该方法实现了矿区地表形变的全面分析,能够快速自动地获取地表沉降信息。采用Riegl VZ-1000扫描仪采集某沉陷区开采前后点云数据,经过实验分析表明:该方法能够实现快速自动提取同名点、下沉点、下沉曲线与下沉DEM;将计算结果与实测值进行对比分析与精度分析,得到沉降结果符合实际地形变化情况,验证了该方法的可行性。该研究为三维激光扫描技术应用于地表沉降监测提供了支持。     

采空沉陷湿地形成动力过程的初步研究

因采空、沉陷和积水所形成的湿地是采矿沉陷区扰动了区域性地表水和地下水循环而产生了季节性或永久性积水而形成的一种湿地类型。从采空沉陷湿地形成的主要动力过程入手,研究其形成原因,明确其主要湿地特征。结果表明,采空积水沉陷地是在人类对地下矿层开采后,上覆岩层发生弯曲变形、断裂、位移,导致地面塌陷下沉,形成比采矿范围大得多的负地貌(低洼地);同时原有地表水系统因地表沉陷被破坏,使采矿沉陷区演变为局部汇水区,导致季节性或永久性积水;最终使其出现了沼泽化水生生态系统等特征,形成了一种新型人工湿地。     

基于GIS与BP神经网络的采空塌陷易发性预测

以湖北省鄂州程潮铁矿和黄石大冶铁矿为例,利用GIS空间分析功能对研究区数据进行提取分级、赋值统计及归一化等处理,构建了包括高程、坡度、地层、地下开采点的分布密度、相距最近地下开采点的距离、开采厚度与深度比值、蚀变接触带缓冲区、地下水深度以及地表地物类型的矿区采空塌陷易发性评价指标数据集;借助IDL语言调用Matlab神经网络工具箱,将研究区2011和2012年的指标数据集作为输入数据,塌陷易发性作为期望输出,建立基于BP神经网络的矿区采空塌陷易发性预测模型;通过选取并优化训练样本,实现对2013年矿山塌陷易发性的预测。结果表明,高易发区及以上的区域包含89.91%的采空塌陷,随着易发等级的提高,采空塌陷面积占易发等级面积比也随之增大;采空塌陷的分布具有明显的地带性,高易发区基本沿着岩体与围岩的接触带分布。模型解决了塌陷预测中的非线性映射问题,预测结果与实际调查情况基本吻合。BP神经网络模型与GIS技术相结合预测矿区采空塌陷的易发性具有可行性。     

高潜水位煤矿区采煤沉陷湿地及其生态治理

在高潜水位煤矿区,井工煤矿开采导致的大面积沉陷积水,使原有土地变为采煤沉陷湿地。对开采沉陷湿地进行合理规划和治理,可以使高潜水位矿区在生态系统演替过程中削弱开采对生态环境和经济社会的负面影响,使其发挥最大的社会、经济和生态效益,同时,有效地补充中国日益减少的湿地数量。探讨了采煤沉陷湿地的内涵及其在湿地分类系统中的归属,分析了其形成原因及变化过程,分别介绍了湿地公园、水产养殖、水库和污水处理等主要治理方式,以及水污染处理、水系修复与连通、基底改造、植物选择与布局和动态规划在内的采煤沉陷湿地的生态治理关键技术,为高潜水位地区生态修复和采煤沉陷湿地生态治理提供参考。     

内蒙古杨家村煤矿地表沉降实证研究

为研究采空塌陷灾害发育特征规律及灾害发育类型,采用监测预警测试分析等实证研究作为研究方法,解决开采保护各种地面设施、预留保护煤柱等做出指导和矿区生态环境重建提供决策依据。在工作面表布设地表移动测试站,进行对杨家村煤矿22采区首采面回采前、回采期间及回采后进行实时监测测试,及时掌地表平面移动与沉降情况,根据工作面布置和采煤方法等掌握其地表移动规律。     

东莞东腾盐矿开发对地表及公路桥梁的安全性评价

本文通过盐矿开发利用方案、采区地质条件、采空推演及采区与公路桥梁关系等方面论述了开采对地表公路桥梁的安全性。     

怒江流域中上游地表冻融特征及时空分布

冻土水文过程的复杂性使其分析及模拟较为困难,在研究青藏高原冻土退化水文效应的过程中,需要明确流域内土壤冻结和融化状态的时空变化特征。利用被动微波遥感数据反演获得的地表冻融状态,系统地辨识怒江流域中上游地表冻融状态时空变异特征。结果表明:1.怒江流域贡山水文站以上年平均地表冻结天数270 d的区域占研究区总面积的32.0%,而180~270 d的则约占62.3%,海拔高度每升高1 000 m,年地表冻结天数平均增长约62 d;2.研究区不同年份持续冻结的开始和结束时间差异较大,融化-冻结阶段的9—10月平均气温与阶段末10月地表冻结面积的相关系数为-0.80,而冻结-融化阶段的4—6月平均气温与阶段末6月地表冻结面积的相关系数则为-0.87,均在0.01水平上显著负相关,研究区气温的年际波动导致地表冻结面积、冻结日期、融化日期及冻结持续时间等的年际变化;3.被动微波遥感反演获得的高时间分辨率冻融状态数据,可为气候变化背景下,缺资料高原山地流域大范围地表冻融状态变化分析、流域尺度水文过程模拟等提供良好的数据支撑。     

基于MODIS数据的吉林省中部地表温度反演及空间分布研究

利用MODIS数据,采用劈窗算法,定量反演吉林省中部陆地表面温度;利用TM数据,通过目视解译获得研究区的土地利用状况,并结合地势图,研究吉林省中部农业区的地表温度空间分布特征以及地表温度与土地利用类型之间的关系。结果表明,研究区陆地表面温度南高北低,西高东低,符合该区域气候特征;由于地表土地类型热力性质的不同,不同土地利用类型的地表温度存在差异,地表温度最高的裸岩要比最低的湖泊高出26.6K;地表温度与海拔呈负相关关系,即随着海拔的升高,地表温度呈下降趋势,下降率为23.6°C/km;在植被覆盖区,地表温度与NDVI之间存在负相关性,且城市地表温度对植被覆盖度的敏感性要高于农田和林地;对于整个研究区土地利用空间结构,地表温度与NDVI表现为LST-NDVI梯形关系。     

高光谱热红外数据反演地表温度与比辐射率方法研究

地表温度与地表比辐射率是陆地表层系统的两个重要特征物理量,它们反演的精度将在很大程度上影响间接导出的地表参量的准确性和相关遥感应用的有效性。多光谱热红外反演温度和比辐射率受到陆地表面类型复杂而观测信息不足的限制,很难同时反演出精确的地表温度数值和地表比辐射率数值。高光谱热红外传感器的出现,为更好地解决这一难题带来了机遇。利用高光谱热红外数据的优势和特性,提出了一种基于大气下行辐射残余指标(DRRI)的方法,实现了地表温度与地表比辐射率的准确分离。通过高光谱热红外模拟数据的反演实验表明DRRI方法具有运算速度快、结果精度高、抗噪声干扰能力强等优点。该方法能够应用于野外测量的高光谱热红外数据以及经准确大气校正后的星载高光谱热红外数据。     

淮北市采煤沉陷区基本情况调查与分析

本文通过淮北市2019年采煤沉陷区基本情况调查,查明了淮北市采煤沉陷区现状,根据实地调查将淮北市划分为44个采煤沉陷区。通过对沉陷区内的采矿权、建设用地、耕地和人口等数据进行分析,发现淮北市采煤沉陷区内耕地的破坏面积最大,占沉陷区面积的50%;建设用地次之,占沉陷区面积的35%;影响人口集中在破坏建设用地较多的几个沉陷区。本次调查既查明了淮北市采煤沉陷区的宏观数据,又将数据细化具体到每个沉陷区,为后续采煤沉陷区综合治理提供了依据。     

抚顺等煤炭开采区地表沉降问题严重

<正>国土资源部消息,据地理国情监测数据分析显示,随着地下资源的长期开采,辽宁抚顺等我国部分煤炭开采区已出现大面积地表沉降现象,矿震、地表塌陷频繁出现。据介绍,国家测绘地理信息局启动了抚顺市地理国情监测试点项目,选择矿山环境监测作为内容之一。监测人员以2010年获取的0.2米分辨率影像和城市大比例尺地形图为基础数据,结合野外作业,对采     

基于MODIS数据和气象观测数据的气温空间插值方法比较

本文以福建省福州市为研究区域,利用MODIS影像数据反演福州市地表温度;同时利用相同时间的福州市及其周边的32个气象站日平均气温数据,结合数字高程模型（DEM）中提取出的地形因子,研究温度与经度、纬度、海拔高度等的相关关系,提出了福州市地形因子与气温相关模型,利用该模型插值得到福州市的地表温度;再利用气温垂直递减规律进行插值得到地表温度。对比3种结果可知,对于气象数据容易获得,气象站点较多且均匀分布在研究区时,利用气象数据插值地表温度较快,但计算结果比实际值略高;对于气象数据不易获得或站点较少时,可以用影像数据来反演地表温度,其精度受提取参数的精度的制约,在参数使用正确情况下比插值方法反演精度高。     

基于PSInSAR技术的现代黄河三角洲地面沉降监测与分析

地面沉降是现代黄河三角洲地区主要的地质灾害之一,利用PSInSAR技术对覆盖现代黄河三角洲部分地区的10景ERS1/2数据进行处理,获得该研究区的地面沉降范围、沉降速率和形变时间序列情况。选取3个地面沉降范围和速率相对较大的区域进行重点分析,同时将监测结果与相应时间段的居民区分布图和油田分布图进行叠加分析,结果表明,地面沉降与石油开采、地表载荷增加具有较强的相关性。利用水准观测数据对获得的监测结果进行精度验证,结果显示PSInSAR监测结果与水准观测数据吻合,中误差达到mm级。     

基于MODFLOW的流域分布式水文模型研究——以渭河中下游地区为例

在流域水循环框架下,以MODFLOW为基础,结合河水的一维动力波模型和地表、土壤坡面产汇流模型,建立了渭河中下游地区的流域分布式水文模型.该模型突出了研究区地下水循环这一主要水文环节.通过一个水文年的数据检验,证明该模型所获得的参数具有代表性,由各项参数模拟得到的流量过程与实测过程比较符合.在此基础上进行了模拟计算,确定了渭河中下游地区地下水天然补给资源量、浅层地下水开采潜力及现状条件下滨河湿地水源地开采与河水量的关系.该模型的开发不仅对科学调配和合理利用地表水和地下水资源,而且对滨河湿地生态系统功能的恢复和保护具有特别重要的意义.     

基于高分辨率遥感影像的矿山开发监测研究

矿产资源是一种不可再生的自然资源,传统的矿山监测方法已不再满足当今矿山发展的需要,遥感技术的发展为矿山的开发和管理提供了有力的技术支撑.文中以国土资源部整顿和规范矿产资源开发秩序的重点矿区——宜昌磷矿区为研究区,通过对QuickBird高分辨率遥感影像进行数据处理,分析矿山开发的标志地物并建立解译标志,将解译结果进行野外调查验证,得出该研究区矿山种类共有11类,优势矿种是磷矿,有221个开采点或开采面,其中界内开采159个,越界开采17个,无证开采28个,以采代探17个,停产或关闭76个.将解译结果和历年参考数据进行对比显示,宜昌磷矿区矿山开发秩序良好,矿山数量有所减少,但界外开采和以采代探的情况仍然存在,需要进一步加强对研究区矿山的监管,以保证矿山的可持续发展.     

基于MODIS数据的石羊河流域地表温度空间分布

地表温度是生态系统中极其重要的环境因子,中小尺度区域的热场空间分布对生态系统稳定性的研究以及干旱区流域的农业生产建设具有重要意义。利用MODIS数据,采用劈窗算法反演石羊河流域的陆地表面温度(LST),并计算植被指数(NDVI);利用TM影像,通过目视解译获得研究区的土地利用数据,结合DEM数据,采用GIS空间分析方法,分析LST的空间分布特征和LST与NDVI在不同土地利用类型之间的差异以及二者之间的定量关系。结果表明:研究区陆地表面温度北高南低,东高西低,整体上表现为由东北向西南逐渐降低的趋势;地表温度与海拔呈负线性相关,相关系数为-0.928;不同土地利用类型的地表温度存在差异,地表温度最高的未利用土地要比最低的林地高出16.42 K;对于单一土地利用类型,耕地、林地、草地、建设用地的地表温度与NDVI具有明显负相关;对于整个研究区土地利用空间结构,地表温度与NDVI表现为LST-NDVI梯形关系,反映了流域地表温度和植被覆盖之间的关系,由此看出绿色植被对调节区域气候温度的重要性。     

一种基于AMSR-E的地表温度半经验反演模型

基于被动微波辐射传输方程,结合De Jeu建立的透过率与微波极化差异指数的通用关系式,以及Smiths建立的地表温度与大气总可降水量的经验关系,构建了一套基于AMSR-E影像的地表温度半经验反演模型,该模型无需借助其他辅助数据,便可从AMSR-E 6.9GHz和10.7GHz两个波段的亮度温度模拟得到地表温度变量。对2009年我国地表温度进行实例模拟和验证,结果显示,该地表温度模型的平均反演精度达到2.54℃（R2=0.79）,是一种简单有效的被动微波遥感地表温度模拟方法。     

广州市城区热岛效应的遥感应用研究

利用Landsat TM/ETM + 热红外波段数据,根据辐射传输方程的地表温度反演方法,定量计算了广州市城区1988年、1995年和2002年的地表温度,讨论了广州市热岛扩展的时空演变格局和热岛效应形成的主要因素.结果表明,广州市城市热岛效应明显,热岛分布区域广且范围在不断扩大,在空间分布上呈现"三线四区"的特征.通过地表温度对比分析发现,老城区温度比高温区低3.7℃～4.2℃,比低温区温度高2.9℃～3.3℃,热岛强度为6.6℃～7.6℃;城市的功能布局、人类活动和经济发展与热岛效应的空间分布有十分密切的关系,也是影响城市热环境的重要因素.