矿区生态扰动监测研究进展与展望

矿区资源开发致使其面临着严重的生态环境问题,监测和分析矿区生态环境各种典型信号和异常已成为环境保护、生态恢复等工作的重要基础。本文从地表形变与沉降、地下煤火与煤矸石山自燃及其他生态要素监测等方面讨论了矿区生态扰动监测研究进展,进行了国内外进展比较及发展趋势展望。由于采动沉陷与生态环境变化的特殊性、复杂性和高度动态性,单一监测手段难以奏效,将空天地一体化对地观测传感网和矿山物联网相结合,发展矿区生态扰动多源多尺度空天地协同监测与智能感知体系,是未来研究的重点及努力方向。     

D-InSAR技术在矿山开采沉降形变监测中的应用

D-InSAR(合成孔径雷达差分干涉测量)技术在矿山沉降形变监测中取得了显著的成效,本文为分析某有色金属矿山地表沉降形变特征,以D-InSAR技术为基础,选用2景ENVISAT ASAR数据,使用GAMMA软件进行二轨法D-InSAR处理,获得矿山地表形变分布图,分析了矿山形变范围、面积以及形变量特征。结果表明:矿山形变集中于矿区中东部,与地下开采区域相吻合,其最大沉降量位于开挖区域中心部位靠西一侧,最大沉降量值为48mm,沉降量大于15mm的区域为0.52km2,其研究成果为矿山后期的开采与防护治理提供可靠的依据。     

地表形变监测预警预报系统在平朔生产矿区中的应用研究

针对目前平朔整个矿区的安全状况,本文研究露井联采矿区地表变形宏观监控及预报,建立平朔生产矿区的形变场模型、建构筑物沉降监测和预警预报系统,确保平朔矿区矿山的安全生产。本预警系统通过GPRS移动通信与所有GPS基准站和监测站接收机相连,用户可以利用徕卡GeoMoS软件全天候不间断地监测传感器的控制管理和数据集成,实现可视化和数字分析,通过SMS短消息、E-mail等方式自动报警或者启动计算机程序及其他应急设备,实现地表形变监测预警预报系统的现代化。     

联合InSAR与坡向约束的露天矿边坡三维形变监测

针对目前多轨道InSAR融合方法监测的南北向形变误差大,难以科学地识别露天矿边坡滑坡隐患的问题,本文提出了联合InSAR与坡向约束的露天矿边坡三维形变监测方法。首先,将露天矿边坡水平位移主要沿着坡向的先验信息作为约束条件。然后,根据SAR卫星形变投影关系,建立了附加约束条件的露天矿三维形变观测模型,并据此求解三维形变。最后,选用辽宁省阜新市新邱矿区作为研究区域,实现了仅基于升降轨InSAR数据的露天矿边坡三维形变监测。结果表明：本文方法解算的三维形变精度约为1.2 cm,仅占最大形变值的5.6%。本文方法有助于改善目前InSAR露天矿山三维形变监测精度不高的情况,提升露天矿山边坡滑坡隐患识别能力。     

矿区地表形变InSAR监测——以永城市为例

针对矿区地表形变同时存在地面塌陷及地面沉降的情况,结合InSAR监测本身的特点,本文以永城市为例,选用2014年10月至2015年4月7景Radarsat-2 SAR图像,提出利用D-InSAR联合SBAS技术开展矿区地表形变监测,即利用D-InSAR监测矿区地面塌陷状况,SBAS监测矿区地面沉降状况。通过实地调查并结合永城市矿业开采、地质构造、地下水以及城市建设等资料认为,矿业活动不仅给开采面附近造成严重的地面塌陷,还造成了区域性的地面沉降现象。监测结果表明:联合利用D-InSAR和SBAS两种技术适合在矿区开展地表形变监测。     

PALSAR数据在矿区地表沉陷探测中的应用

地下开采导致的地表形变失相干是InSAR技术在矿区开采沉陷监测中面临的主要问题。本文分析了In-SAR技术用于矿区开采形变监测的适用性和最大可探测形变梯度问题,并以陕西彬县彬长矿区为研究对象,采用PALSAR数据进行矿区开采沉陷探测实验研究,研究结果表明:PALSAR数据因其波长较长的特点,具有相对较大的监测梯度,在一定程度上能够克服矿区形变量超出最大监测梯度所造成的失相干现象。     

DInSAR集成GPS的矿山地表形变监测研究

矿区滑坡、沉陷等地质灾害频繁,矿区地表监测及预报愈显重要,利用雷达差分干涉测量与GPS集成可实现对矿区的三维形变监测。本文以资兴唐煤矿区为例,对矿区五景ASAR数据进行了处理,获取了垂直形变图;在矿区选取了代表性的10个GPS形变监测点,获取了ASAR数据对应时间的平面点位形变监测结果。对DInSAR与GPS测量数据集成与内插,获得地面监测点的三维形变量,采用部分监测点的水准测量数据对形变结果进行了验证,结果表明两种监测结果一致。     

联合SAR影像相位和强度信息的矿区形变监测关键技术研究EI北大核心CSCD

SAR技术已在矿区形变监测方面得到了广泛的应用。InSAR技术在矿区小变形监测方面具有较高的精度,但无法获取矿区大量级形变。子带干涉技术能降低解缠难度进而提高测量精度。偏移量追踪方法可用于提取矿区大形变,但其监测精度相对较低。如何融合各方法的优势,获取矿区高精度大梯度形变信息是目前面临的科学问题。为此,论文重点研究了子带干涉技术在矿区形变监测中的适宜性、偏移量追踪方法在矿区形变监测中互相关窗口的选取方法及InSAR技术、子带干涉技术、偏移量追踪方法和概率积分模型融合的方法,通过与实测对比证明了方法的可靠性。主要工作及成果如下。     

DInSAR集成GPS的矿山地表形变监测研究北大核心CSCD

矿区滑坡、沉陷等地质灾害频繁,矿区地表监测及预报愈显重要,利用雷达差分干涉测量与GPS集成可实现对矿区的三维形变监测。本文以资兴唐煤矿区为例,对矿区五景ASAR数据进行了处理,获取了垂直形变图;在矿区选取了代表性的10个GPS形变监测点,获取了ASAR数据对应时间的平面点位形变监测结果。对DIn SAR与GPS测量数据集成与内插,获得地面监测点的三维形变量,采用部分监测点的水准测量数据对形变结果进行了验证,结果表明两种监测结果一致。     

基于SBAS-InSAR技术的煤炭坝矿区地表沉降监测与分析

为满足能源的需求,煤炭坝矿区对煤矿进行了大规模的开采,给当地环境带来了巨大的危害.传统监测方法已无法满足监测要求,InSAR技术凭借其大范围、无接触、监测精度高的优点在矿区沉降监测中广泛应用.本文基于SBAS-InSAR对11景ALOS1数据进行处理,获取了煤炭坝矿区2008年7月至2011年1月期间的时序形变结果和平均沉降速率.结果发现多处煤矿开采区地面沉降剧烈,通过对时序形变结果进行分析,得出在不同的矿区有不同的形变特征.监测结果对当地城镇规划和地质灾害的预防有一定的指导意义.     

基于LiDAR的煤矿地表沉陷监测方法研究

传统的矿区地表变形监测获取数据量少、监测周期长、效率不高;结合LiDAR及RTK技术应用到煤矿区地表沉陷监测工作中,进行外业数据采集与内业数据处理,对得到的点云数据和生成的DEM进行煤矿区沉降变形分析,并以贵州某煤矿区为例进行了地表沉陷监测试验,满足精度要求,验证了该方法的可行性。     

北斗与其他星座在GNSS变形监控系统中的数据对比分析

以某露天煤矿排土场边坡GNSS变形监测项目为例,在设计变形监测系统的基础上,利用华测HCMonitor变形监测系统专用软件,对监测数据采用不同卫星监测系统数据进行了组合定位,分析和对比了解算数据,探讨了北斗卫星导航系统（BDS）的应用效果并提出了合理的建议。     

地表移动GPS实时监测技术

根据ＧＰＳ定位原理,实施了ＧＰＳ实时监测矿山地表移动与变形技术,并用地表岩移分析软件输出了地表移动实时变形曲线,使我们更加清楚地认识了地表移动的真实性。     

GPS技术在万州明镜滩滑坡监测中的应用

GPS定位技术的发展为边坡变形监测提供了一种简便可靠的手段。本文阐述了应用GPS技术提取地表变形信息和GPS数据处理的方法,结合重庆市万州区明镜滩应用GPS监测网进行滑坡监测的实践,研究了在地形复杂、观测条件恶劣的山区进行GPS滑坡变形监测点位选择、监测网布设和数据处理的方法。监测结果表明,GPS变形监测的精度可达到亚厘米级,完全可以应用于滑坡变形监测。     

GPS技术在矿区沉降监测中的应用

结合新疆某矿区的沉降监测项目,采用GPS技术建立GPS沉降监测网和数据处理方案,经过多期观测数据处理表明,采用GPS技术进行矿区地面沉降监测可获得mm级的高程精度,满足了实际变形监测的要求,可为同类测量提供参考依据。     

INSAR技术在海州露天矿边坡变形监测中的应用研究

露天矿边坡的变形监测一直是矿山安全生产的重要工作,运用合成孔径雷达干涉(INSAR)测量技术对边坡进行监测是近年来微波遥感研究的一个重要方向。本文分析了INSAR技术在边坡变形监测中的技术优势及研究的进展情况,并利用海州露天矿传统监测实测数据和INSAR监测进行比较,结果表明,INSAR技术可以实现对大型露天矿边坡有效地监测,具有一定的技术优势和广阔的应用前景。     

临淮岗洪水控制工程变形观测和分析

对临淮岗洪水控制工程变形观测网的设计进行了论述,叙述了该观测网工程的观测过程,并对变形观测成果进行了初步的分析和研究。     

运河船闸大修期变形监测

分析了运河船闸检修期变形监测的必要性和紧迫性,研究了船闸变形监测控制网与监测点的布设方法,并讨论了监测周期和精度的确定方法。工程应用表明,该种监测方法有效可靠,对类似工程具有一定的借鉴意义。     

GPS变形监测网的动态数据处理

叙述了用卡尔曼滤波方法处理GPS变形监测网的方法。推导了在地平坐标系中的观测方程和动态方程。实际计算结果表明,卡尔曼滤波可以用于GPS变形监测网的数据处理,其滤波估值精度优于静态平差。     

鲲鹏山变形监测方案设计

通过论述变形监测控制网的建立与优化、变形监测点的布设、变形监测与数据处理的方法,给出了一套比较完整的鲲鹏山变形监测方案。