面向相似材料模型的数据处理软件的研究

工业测量系统具有高精度、简单便捷、应用广泛等优点,但在开采沉陷方面的应用尚处于研究的初级阶段。数字工业近景摄影测量系统是工业测量系统中的一种,基于该系统的相似材料模型观测方法是开采沉陷模拟研究领域一项重大的技术革新,但工业测量系统的海量数据、数据间的关系等一系列的问题急需解决,因此面向相似材料模型的观测数据处理软件的开...     

基于单视线向D-InSAR技术的倾斜煤层开采地表沉陷监测方法

基于合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR）技术的开采沉陷监测理论和方法是矿山变形监测领域研究的热点,当前已有学者融合单视线向D-InSAR技术和开采沉陷规律成功构建了开采沉陷三维监测模型,然而由于该模型仅融合了水平煤层开采地表沉陷规律,其并不适用于倾斜煤层开采地表沉陷监测。针对上述问题,根据D-InSAR监测的视线向变形与三维变形的关系,融合倾斜煤层开采地表沉陷规律,提出了基于单视线向D-InSAR技术的倾斜煤层开采地表沉陷监测方法。模拟实验表明,所提出的方法下沉监测相对误差绝对值小于9.53%,平均为1.31%,南北方向和东西方向水平移动监测相对误差绝对值小于9.78%,平均为3.71%,满足开采沉陷监测精度要求。并利用该方法成功监测了中国山东省兖州矿区南屯煤矿9310工作面在2012-01-27—2012-02-07期间开采引起的地表移动与变形。     

矿区开采沉陷3维可视化研究

矿区开采沉陷实体在移动过程中,具有明显的3维空间特征。目前,对于开采沉陷空间信息描述以2维的剖面线、曲线或等值线居多,而2维图形对于开采沉陷实体移动变形的表达缺乏直观性和准确性。而通过研究开采沉陷实体的空间特征并采用相应的数据模型,可实现开采沉陷3维可视化表达。这将有助于更加直观、深入地研究岩层移动形式、地表塌陷和地物损害程度,同时,对于研究、理解开采沉陷规律和提高开采沉陷损害防治技术也将很有意义。     

基于D-InSAR的开采沉陷监测技术

分析了目前矿山地面沉降监测中存在的问题,研究了利用合成孔径雷达差分干涉测量技术进行矿山开采沉陷监测的数据处理流程与误差来源,丰富发展了矿山开采沉陷监测技术。     

矿区开采沉陷时空信息动态模拟研究

开采沉陷所涉及的信息具有多维性、复杂性和动态变化的特点,为实现其动态模拟,首先在研究开采沉陷地理空间实体的时空动态过程特征的基础上,结合地理信息系统、虚拟现实、多媒体及动画等技术,反演矿山开采沉陷这一时空地学现象和过程,进行可视化表达与动态模拟。模拟的结果有助于研究地表、岩层等地理实体以及生态环境,因为煤层的开采所造成的移动变形和破坏的规律,以便采用更好的控制模式,减少经济损失和开采损害。     

我国矿山测量学科的发展与创新

综述我国矿山测量学科3S技术在矿山的应用、数字矿山、开采沉陷与防护、矿区资源环境信息与空间决策、矿区土地复垦和生态环境重建等方向的最新研究进展与创新成果.近年来,空间信息技术在矿山的应用日渐广泛和深入,数字矿山在不少矿区正由理念变为行动,一些重要的国际及国内高层学术会议相继召开,矿山测量学科多个科研成果、论著与学者获得国家级大奖.这些都表明,这一交叉学科充满着生机与活力,研究领域正不断扩展与深化,学科地位日显重要.     

煤矿开采沉陷自动化监测系统设计与实现

文中以GNSS CORS技术、GIS技术、计算机网络通讯技术、移动PDA技术、现代测量数据处理技术、数据库技术、软件工程技术等为支撑,构建了煤矿开采沉陷自动监测系统。该系统软件由数据监控中心软件、矿山开采沉陷综合数据处理与分析系统软件包、实时数据采集终端系统软件等三大软件构成。该系统为矿区开采沉陷监测提供了一种高效的数据采集、数据处理和移动变形分析的自动化手段。     

基于工业测量系统的相似材料模型观测数据处理软件研究

工业测量系统(Industrial Measurment System)具有高精度,简单便捷等优点,广泛应用于航空、航天、汽车等大型设备加工和维护及天线安装与检校、机器人、钢结构安装等领域,但在开采沉陷方面的应用尚处于研究的初级阶段。数字工业近境摄影测量系统是工业测量系统中的一种,基于该系统的相似材料模型观测方法是开采沉陷模拟研究领域一项重大的技术革新。但工业测量系统的海量数据,数据间的关系等一系列的问题急需解决。因此面向相似材料模型的观测数据处理软件的开发研究就显得急迫和积极的意义。应用该系统能完成对工业测量系统的数据处理,达到对数据的统一、有序、高效的管理,并能给出对数据的查询和图形化。     

近景摄影测量在矿区开采沉陷监测中的应用

近景摄影测量可以快速、自动地获取监测对象的点云数据,具有自动化程度高、劳动强度小等特点。本文在阐述Lensphoto多基线数字近景摄影测量系统的原理和监测流程基础上,采用该系统对矿区开采沉陷区进行变形监测,获取了沉陷区不同阶段的地表移动变形值。监测结果表明:近景摄影测量方法应用在矿区开采沉陷监测中是可行的,相对于全站仪测量,具有获取沉降数据丰富、生产效率高等特点。     

无人机倾斜摄影测量在采煤区沉陷监测中的应用

针对传统采煤区沉陷监测存在的工作量大、点观测、范围小、地面标志易被破坏等问题,本文以凉水井煤矿431301工作面为研究对象,采用大疆M210RTK专业无人机在工作面开采过程中进行多期航测,经过影像空三计算、三维模型生成、特征数据采集和数据挖掘分析,构建地表沉陷模型。基于沉陷模型进行走向、倾向下沉量计算,并进行沉陷边界角计算、工作面整体下沉分析。结果表明：无人机倾斜摄影测量应用于采煤区沉陷监测,能够满足确定下沉范围、下沉量、不同下沉量区域分布等监测要求,该技术在采煤区沉陷监测具有一定适用性。     

基于“三下”采煤技术应用下的地表下沉机理分析

主要研究“三下”采煤造成的地表变化,进而分析该矿区周边的下沉机理。主要对地表沿工作面开采方向和垂直工作面方向,布设5条观测线,利用天宝的电子水准仪获取外业观测数据,采用沉降观测分析软件和SPSS数据分析软件,分析出变化的曲线,及时对开采的情况进行分析。及时采用“三下”采煤工作面的数据,为开采沉陷、塌陷土地赔偿及综合利用等方面获得了理论科学依据。     

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。     

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。     

TCA2003测量机器人高程测量精度研究

为了研究TCA2003测量机器人在矿区开采沉陷的高程变化监测精度,在分析TCA2003测量机器人的测量原理和观测误差的基础上,对不同条件下的高程观测精度进行了实验研究。结果表明,使用不同观测棱镜对高程测量精度无影响,观测精度随着观测距离的增加呈非线性下降,不同的天气条件对高程测量的精度影响较大,水域附近的高程观测精度下降明显,对实际的观测工作有一定的指导意义。开采沉陷模拟观测实验表明,TCA2003测量机器人能很好地观测下沉变形,观测精度满足开采沉陷高程测量的需求。     

高分辨SAR相干系数图像的开采沉陷区提取

针对煤矿区开采沉陷下沉迅速、地表变形大、容易形成低相干区的特点,该文采用神东矿区2012年1月至2012年12月RADARSAT-2 MF5多视精细波束模式图像,经相干性计算、对低相干区进行数字图像处理、人机交互解译等过程获取研究区内沉陷区的数量和规模。将基于InSAR相干系数图像提取的沉陷区与DInSAR结果进行叠加对比,空间位置能够很好地吻合,由此获得连续变化的开采沉陷区39处。实验表明:不需要复杂的干涉测量,仅使用相干系数图像也可以提取开采沉陷区,可以实现大范围、高强度开采活动造成的地表沉陷灾害的快速评估。     

地表沉陷预计参数精度分析

针对开采沉陷预计参数的误差造成预计结果偏差的问题,该文提出一种研究开采沉陷预计参数精度的方法。在真值基础上,将预计参数按照0.5%的步距增大和减小后分别预计地表下沉值,分析得出预计参数的误差会对预计结果造成的偏差;通过反分析得出测量误差对预计参数产生的影响。实验结果表明:预计参数每变化0.5%,下沉值中误差占最大下沉值的0.8%,且倾向方向的下沉值中误差是走向方向下沉值中误差的两倍;下沉值测量中误差与预计参数误差之间成线性关系。研究结果为测量时的精度控制提供了依据,从而为预测计算提供可靠的预计参数。     

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。     

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。     

地面三维激光扫描与RTK相结合建立开采沉陷观测站

三维激光扫描与RTK都是现代测量技术,本文从精度方面分析说明了二者结合建立开采沉陷观测站是可行的;介绍了布站方式、数据采集及处理方法;并与常规观测站进行比较,新观测站具有节省成本、时间,效率高,获取数据量多等优点,且不易有测点的维护和缺失等问题,是一种可供借鉴的的观测方法;最后以实例进行说明此方法的实用性。     

D-InSAR的黄土高原矿区地表形变监测

D-InSAR技术已在数字高程建模、地表微小变形、地壳形变等方面显示出广阔前景,但其对黄土高原矿区复杂、剧烈、动态的地表形变监测能否有效,目前仍存在争议。针对此问题,该文以大同市南郊区采煤沉陷地为研究区域,利用两轨法D-InSAR技术,采用ALOS PALSAR数据获取了研究区域2008年1月1日至2月16日间的沉陷面积和最大沉降值。然后以晋华宫矿某工作面为例,利用开采沉陷预计方法进行验证,预计结果显示该工作面的最大沉陷值与D-InSAR测量值相差达24.04mm,并分析差异主要来源于SAR数据、地形、预计参数选取的限制。实验结果表明,D-InSAR技术能够比较准确且有效地监测黄土高原矿区地表形变。