基于ArcGIS Engine的开采沉陷预计系统

开采沉陷是一种复杂的三维动态过程,涉及的资料信息复杂繁多,使得信息处理和空间综合分析十分复杂。研究基于ArcGIS Engine的开采沉陷预计的模型能够实现矿区数据信息的地理空间可视化和沉陷预计分析显示,及时掌握开采沉陷预计的规律和发展趋势,从各评价指标的细节层次和总体两方面评价此矿区的开采状况,为煤矿各相关部门和领导制定更好的发展决策提供支持。     

D－InSAR技术在淮南矿区沉陷监测中的试验研究

综合矿区开采沉陷特点和D－InSAR基本原理指出,当前D－InSAR矿区沉陷监测的难点为：1）不易采用同一传感器数据监测整个地表移动周期内的矿区沉陷;2）在低潜水位矿区,地表移动活跃期内最大变形梯度往往超过雷达临界探测梯度导致去相干;3）在高潜水位矿区,变形梯度大、沉陷积水区雷达回波信号弱,导致干涉测量结果不理想。因此,为了改善D－InSAR在矿区的沉陷监测中的应用效果,针对上述问题提出了相应的解决方案。最后,通过选择淮南矿区形变期内的两景数据,进行二轨差分干涉处理,获得了研究区域煤炭开采形成的地表沉降场,并分析了不可靠形变信息产生的原因。     

基于预测模型的矿区高程更新与可视化

针对矿区开采沉陷预计大多采用局部的下沉曲线或是下沉等值线图来反映矿区地形的动态变化,对于矿区的整体规划分析及综合分析难以直接应用。因此本文通过开采沉陷预计的模型,预计下沉参数及下沉值,通过CASS软件从原有的数字地形图上生成数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),并通过插值和加密处理,更新沉陷预计后的DEM模型,建立地形的三维模型,从而实现矿区变化的整体三维信息可视化表达。此方法可有效的区分开采前后的地貌信息融合,对矿业生产单位的测绘工作、开采沉陷防灾减灾工程的设计以及“三下”采煤具有一定的实际意义。     

矿山开采沉陷专题信息表达新模式

针对矿山开采沉陷所引发的地表形变信息表达和准确制图问题,该文结合遥感影像与地形图等数据,基于矿区开采沉陷变形预计结果和三维可视化方法,对矿山开采沉陷专题信息表达及其GIS制图新模式进行了探究。实现了矿区地表下沉、水平移动、水平变形、倾斜和曲率的形变信息应用分析与可视化,以及下沉盆地水淹范围模拟图、三维地表变形影像图、特定区域变形分析图、采动损坏等级分布图等制图功能。     

基于高差分析的点云数据提取矿区地表沉陷信息方法

机载LiDAR技术能够快速获取整个矿区地表空间位置及垂直相对位置的动态变化量,观测结果更为全面、直观,从而可以获得整个矿区地表开采沉陷分布与移动下沉情况.从点云数据滤波入手,对获取的鹤壁矿区两期点云数据提取的DEM作差值计算,得出该段时期内地表的垂直位移量,然后通过设置高差阈值和面积阈值,并采用基于高差分析的方法,提取地表沉陷信息.试验结果表明,该方法提取的沉陷面积精度能达到94.75％,可在中小尺度上对矿区开采沉陷进行监测.     

矿区开采沉陷预计实现与可视化表达

对矿区开采沉陷预计的基本原理和Arc GIS?Engine编程的特点与方法进行阐述。结合概率积分法在矿区开采沉陷预计中的应用,探索矿区开采沉陷预计可视化的表达方法。在矿区沉陷监测数据管理和预计分析系统开发的基础上,应用C#语言进行Arc GIS?Engine组件式编程,实现了矿区开采沉陷预计的功能程序模块。将此功能模块与沉陷监测数据管理模块集成后,提高了工作效率。此方法可为后续软件的设计与开发提供借鉴。     

义能矿区开采沉陷演化的TS-DInSAR监测与影响分析

为研究济宁市义能矿区开采沉陷演化特点及其对周边建筑物的影响,本文采用69景长时间序列中等分辨率Sentinel-1影像,以TS-DInSAR技术体系中的小基线集DInSAR分析为研究方法,获取了2016年初至2018年底该矿区开采面周边的沉降信息。结果表明,义能矿区在监测时段内沉陷范围较为集中,最大累计沉降量约为627 mm,通过居民点位置与沉陷结果的叠加分析,发现周边3处村庄受到了不同程度的影响,该结果能为煤矿开采沉陷控制方案的效果评估及设计优化提供重要参考作用。     

融合InSAR技术的矿区大梯度形变研究

针对矿区开采沉陷沉降量级大、形变剧烈,传统InSAR技术监测过程易出现影像失相干,监测精度较低的问题,以山西省某矿区9103工作面为例,提出SBAS-InSAR和Offset-tracking技术联合监测的方法.采用SBAS-InSAR监测沉陷盆地边缘地区微小形变,采用Offset-tracking技术监测沉陷盆地中心区域大梯度形变,并将二者的形变信息进行融合,从而获得整个采掘工作面上方地表时空变化规律.研究表明,其监测结果与实测数据吻合度较好,满足开采沉陷监测的一般精度要求,融合SBAS-InSAR和Offset-tracking技术可以有效地解决传统InSAR技术只能监测微小形变的问题,为矿区开采沉陷大梯度形变监测以及环境治理提供新的理论思路.     

二维小波在多尺度矿区沉陷DEM去噪中的应用

针对矿区沉陷DEM中含有较多误差的问题,为了能更好地研究矿区沉陷规律,本文提出了一种二维小波分析对多尺度矿区沉陷DEM去噪处理的方法。首先阐述了二维小波去噪的基本过程,并对二维小波的各个特性和参数设定进行了分析讨论,将2期点云通过插值方法得到的尺度分别为0.5 m、1 m、5 m和10 m的DEM做减法,生成矿区沉陷DEM,最终选用bior5.5和coif5小波基函数、分解层数为3,对各尺度下的矿区沉陷DEM进行了分析去噪,为证明方法的有效性,通过分析主断面观测线变化趋势和计算误差指标进行去噪效果的验证。结果表明,运用二维小波去噪方法能够削弱矿区沉陷DEM中的噪声误差,使得去噪后的矿区沉陷盆地接近于真实盆地,对于矿区沉陷监测和沉陷规律的研究具有较高的应用价值。     

概率积分法开采沉陷预计的GIS实现

以概率积分法为预计模型,对研究区可能的沉陷趋势进行预计,然后与GIS耦合,利用新一代的ArcGIS数据存储格式——Geodatabase建库,以整合目标区地形图、矿区图以及户籍信息等,为沉陷预计和信息管理做准备,然后利用预计模型求得的下沉参数实现沉陷范围和趋势的可视化,以方便信息的综合管理和其他决策。     

一种顾及矿区地形特征的开采沉陷三维可视化实现方法

针对已有开采沉陷三维可视化方法中不能考虑矿区三维地形特征的不足,本文通过计算机语言编制开采沉陷预计程序对矿区地表点进行三维坐标变形预计计算与坐标融合计算,并基于数据传输的方式与ArcGIS进行结合,实现了顾及矿区三维地形特征的开采沉陷三维可视化。利用该方法生成的三维表面,克服了已有开采沉陷三维可视化方法中不能表现矿区地表塌陷后移动和变形状况的不足,而且能充分利用ArcGIS强大的空间分析与空间数据查询功能,实现了GIS在开采沉陷领域中的良好应用。     

基于InSAR技术和GS-SVR算法的矿区地表开采沉陷预计

我国西部黄土高原地区土质疏松,沟壑纵横,开采损害特征明显,准确预计开采引起的地表移动和变形趋势有助于为矿区灾害提供预警信息。文中以陕西彬长矿区某工作面为例,利用2007年7月—2008年1月的5幅SAR影像对矿区地面进行监测,将合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术得到的监测成果作为训练样本,与网格搜索算法(GS)优化支持向量机回归(SVR)参数算法结合,对矿区的形变点进行沉降预计。结果表明:InSAR技术获取矿区的沉降量可以满足矿区地表沉陷监测预计,结合GS-SVR预计模型可以实现矿区形变点的沉陷预计,预测精度符合工程的应用需求。     

顾及地貌特征的矿区地表塌陷DEM的生成方法

地下煤炭资源开采导致矿区地表塌陷和矿区地形的变化,直接由开采沉陷下沉预计数据生成的DEM不能表现矿区地表塌陷后的地形状况。通过在开采沉陷下沉预计程序中增加高程修正计算功能,对矿区原始地貌高程进行下沉修正计算,生成矿区地表塌陷高程数据文件,由该数据文件可以生成顾及地貌特征的矿区地表塌陷DEM。该方法操作和实现简单,生成的DEM精度可靠,能够表现矿区地表塌陷后的地形状况,可以作为矿区地理信息系统的基础数据,对于指导开采沉陷的防治和治理具有重要意义。     

基于短基线集技术的矿区开采沉陷监测研究

随着矿产资源的开采规模、范围不断增加,监测矿区开采沉陷显得越来越重要。作为差分干涉测量技术(D-InSAR)的重要分支,短基线技术(Small Baseline Subset,SBAS)理论上能有效地监测城市沉降,但未应用于监测矿区的开采沉陷。它是将多幅SAR影像组合成若干个基线距较短的干涉对并利用奇异值分解(SVD)方法获取形变。本文利用12幅ERS-1/2 SAR影像(1995.4-1998.8)组成20组干涉对,采用短基线技术对江苏某矿区的开采沉陷进行监测。实验表明,短基线技术能较为有效地监测矿区的开采沉陷,但在现阶段尚不能应用于生产工作中。根据本次实验结果,总结出限制短基线技术应用于监测矿区开采沉陷的两大因素。     

西部煤矿区地表沉陷雷达遥感监测试验研究

针对西部矿区开采沉陷监测手段的局限性,以陕西彬长矿区为试验区域,通过对多期雷达遥感影像的差分干涉处理,获得研究区差分干涉图及形变分布图,并确定地面沉陷区与地下开采之间的关系,为复杂地貌条件下开采沉陷的雷达遥感监测提供参考。     

无人机地形跟随在矿区沉陷监测中的应用

针对传统无人机矿区开采沉陷监测因地形起伏导致同一航测架次的监测精度相差较大的问题,本文分析了地形变化对影像分辨率、相片重叠度及监测精度的影响,并对无人机加装TOF传感器,对PID控制器进行编码设置,使无人机相对地面保持相同高度飞行,实现了无人机地形跟随监测。试验表明:地形起伏会使传统无人机监测精度降低,本文提出的方法可实现无人机地形跟随航测并保证监测精度;在地形复杂矿区,传统无人机沉陷监测平均精度为65.73 mm,具备地形跟随技术的无人机沉陷监测平均精度达46.59 mm,监测精度得到提高;与实地布设的观测线数据相对比,航测监测的下沉趋势准确,但对地表的细微变化无法捕捉;获取的矿区沉陷范围全面广泛地反映出由于工作面的推进造成的矿区沉陷所影响的区域,可为矿区开采沉陷监测提供参考。     

基于CR-InSAR的煤矿区地表沉陷监测研究

以西山煤电古交矿区为研究区域,采用常规D-InSAR技术对矿区地表进行试验研究。选取干涉质量较好的影像数据,分别运用二轨法和三轨法进行处理,将处理结果与实测的GPS测量数据进行对比分析。常规D-InSAR技术能够监测微小地表沉陷,但在低相干区域不能获得准确形变量,基于此,提出了采用CRInSAR技术来监测煤矿区地表沉陷。结合该矿区收集到的TerraSAR-X影像数据,开展CRInSAR技术监测煤矿地表沉陷的应用实验,得到与实测GPS测量数据非常相似的观测结果,验证了CRInSAR技术监测煤矿区地表沉陷的可靠性和优越性。     

基于DEM的矿山开采沉陷分析方法研究

文章首先详细阐述了DEM的数据结构,提出了利用GIS的空间分析功能进行开采沉陷分析的方法。以鲁西煤矿为例,通过后两期生成的DEM与首期生成的DEM进行相减生成后两期累计沉陷值DEM,利用ArcGIS软件的空间分析工具对累计沉陷值DEM进行空间分析,生成了沉陷等值线和沉陷面积统计报表。利用上述方法可以经济、有效的反映矿区地表沉陷对周围环境的影响程度和范围,为矿区生产设计和环境评价提供决策依据。     

基于GIS的矿山开采沉陷时空变化分析

首先详细阐述了建立矿山开采沉陷DEM的方法,提出了利用GIS的空间分析功能进行开采沉陷时空变化分析的技术方案.以鲁西煤矿为例,利用基于CORS的网络RTK进行矿山开采沉陷外业数据采集,通过后两期生成的DEM与首期生成的DEM进行叠加,生成后两期累计沉陷值DEM,利用ArcGIS的空间分析工具对累计沉陷值DEM进行空间分析,生成了沉陷等值线和沉陷面积统计报表.利用上述方法可以经济、有效地反映矿区地表沉陷的时空变化及对周围环境的影响程度和范围,为矿区生产设计和环境评价提供决策依据.     

利用3S集成技术进行矿区沉陷精确调查与分析

地下煤矿资源开采引起的地面沉陷越来越严重,已成为制约矿区环境、社会经济可持续发展的主要地质灾害之一。本文构建了基于3S（RS+GPS+GIS）集成技术的矿区沉陷精确调查技术,重点利用多时相高分辨率光学遥感影像,通过数据处理及信息提取,获取了山东省济宁某煤矿的2003-2011年期间的地面沉陷位置、分布,统计了沉陷区面积,基于GIS技术分析了煤矿沉陷区的时空演变。实验证明：3S集成技术是进行矿山沉陷调查的最佳技术方法之一,可实现矿山沉陷的大面积、低成本、准确调查。