基于GIS的矿山开采沉陷信息可视化应用

矿山地下煤层开采引发地表沉陷变形,可造成土地破坏、房屋倒塌等一系列灾难性后果。基于概率积分法开采沉陷预计结果,利用ArcGIS的ArcScene模块实现地表变形预计数据的三维可视化表达,并以预计的下沉量为例进行可视化结果的等值线绘制、任意剖面图制作、任意点位形变信息提取应用分析。     

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。     

利用IDL开发矿山开采沉陷预计系统的方法与应用

开采沉陷是一种严重影响生态环境的地质灾害现象,为了减少或者预防开采沉陷造成的不必要的经济、环境和人员的损害,需要高效地开发出相应的预计系统。针对IDL语言的特点和功能以及矿山开采沉陷预计系统开发的需求,设计实现了矿山开采沉陷预计系统的关键功能,从矩阵运算、图形系统和3维可视化3个应用案例探讨分析了利用IDL开发开采沉陷预计系统的适用性及优缺点。通过试验系统开发表明,IDL编程可以提高计算效率,减轻编程工作量,提高可视化性能,是开发矿山开采沉陷预计系统的有效工具。     

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。     

基于弹性薄板的地表沉陷预计模型

在分析地表沉陷基本规律的基础上,依据弹性薄板理论,建立非充分采动条件下岩层和地表沉陷预计的一类新模型,并推导出地表任意点倾斜、曲率、水平移动以及水平变形的计算公式。该模型充分考虑到地质采矿因素（煤层倾角）及煤层上方各岩层的影响,克服传统预测方法的缺陷,特别是概率积分法关于拐点反对称要求。最后,应用实例证明该方法的应用效果。     

矿山开采沉陷预计空间插值方法分析研究

文章首先对GIS中5种常用的空间插值方法原理进行了详细阐述,采用交叉验证法来对比分析不同插值方法的精度。应用反距离权重法、克里金法、自然邻域法、样条函数法、趋势面法5种常用的空间插值方法对兖矿集团济三煤矿1308工作面开采沉陷预计数据进行插值,对比分析了各种插值方法的精度,并对插值的误差影响因素进行了实验分析。结果表明：5种常用的空间插值方法中,克里金插值和样条函数插值精度最高,自然邻域插值和反距离权重插值精度居中,趋势面插值精度最低;对插值结果造成影响的因素与沉陷预计点的数量和密度有关,沉陷预计点的密度越大、数量越多,空间插值结果的精度就越高。研究成果可为矿山开采沉陷预计插值方法的选取提供借鉴。     

矿山开采沉陷研究中矿山3维可视化的实现

以顾桥1117(1)首采面为例,从CAD图形中提取开采前的地面高程点、等高线图层数据,并对其他图层地物进行分类,提取相应的各类地物数据,然后结合顾桥矿地质采矿条件,通过概率积分法生成预计地表沉陷区数据,和开采前地表高程数据融合,建立受采煤影响的矿区DEM,通过对地物模型建模,运用分层着色模式,获得矿区开采3维可视化图形。从而直观显示由于地下采煤引发的地表沉陷情况,以进行较为深入的分析。     

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。     

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。     

基于概率积分法的矿区地表沉陷预计分析

为了预防矿区开采造成的沉陷及其诱发的自然地质灾害,进行必要的沉陷预计工作。以兖州某煤矿10303工作面开采为例,选取适宜本区域的概率积分法作为预计模型,采用该矿地表观测站实测分析得到的岩移参数作为预计参数,进行地表移动变形预计,根据预计结果绘制村庄地表破坏分区图,并根据临界变形值标准划分实际的地表破坏等级范围,为进一步确定开采方案提供参考。     

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。     

SBAS-InSAR技术在矿区地表沉降监测中的应用

滩地和沙丘地区的矿区地表形变具有复杂性和特殊性,常规监测手段无法获得长期有效的监测结果,传统的雷达差分干涉测量技术(DInSAR)易受时空失相干、大气延迟等因素的影响而降低监测精度.以营盘壕煤矿2101和2201两个工作面为例,采用差分干涉测量短基线集时序分析(Small Baseline Sub-set-Interf...     

组合预测模型在矿区沉降预测中的应用

为了准确掌握矿山开采面上部地表的沉降变化规律,预测沉降发展趋势,提出一种双曲线法与三点法的组合预测模型进行矿区沉降预测的方法。结合矿山沉降观测实例,采用单一的双曲线法、三点法以及两者的组合预测方法对沉降数据进行预测分析,对比其预测精度。结果表明,组合预测模型能够满足矿区沉降预测的精度要求,且预测精度优于单一预测方法。     

GIS在采煤沉陷区生态价值评价中的应用

以淮南市在采煤沉陷区生态治理规划中对规划区的生态价值评价为例,探讨了运用GIS技术和多源信息复合原理对规划区进行生态要素单因子评价和生态价值综合评价,选取评价因子包括地形因子、生态基质因子、植被因子及水环境保护因子。采用遥感与地理信息系统相结合的技术,建立与评价相关的基于GIS的基础数据平台,运用GIS的空间分析功能对规划区的生态价值进行分析和评估。通过对规划区各类生态因子的评价,深入了解规划区内生态价值的特征与空间分布,提取重要生态节点;为挖掘规划区生态建设潜力,实施生态治理和建设提供依据。     

Excel在采煤沉陷区地表变形监测资料分析中的应用

研究在Excel环境下使用VBA开发变形监测资料分析软件,并对某矿9000工作面变形监测资料进行了初步分析,在分析图形的基础上初步得到了9000工作面开采沉陷规律,最后总结了这种开发方式的优势和特点。     

差分干涉测量（D—InSAR）技术在矿区地面沉降监测中的应用

收集了2008年12月至2009年7月的6景覆盖济宁某矿区ENVISATASAR数据,利用差分干涉测量技术进行矿区地面沉降监测应用研究。通过“双轨法”和“三轨法”,进行差分干涉处理,提取了差分干涉图、增强干涉图、相干图和地面形变图。并且对测量处理结果进行了分析和讨论,从而验证了差分干涉测量技术在矿区地面沉降监测中应用的可行性。     

三维激光扫描技术在矿区道路沉陷监测中应用

矿区开采会导致工作面上方的道路下沉、倾斜等变形,产生道路塌陷、隆起等破坏现象,传统的地表沉陷监测方法具有工作量大、监测时间长等缺点,很难适应实时化矿区开采沉陷监测的需要.实验以某煤矿为例,结合三维激光扫描技术,提出了一种矿区道路沉陷区监测方法.首先布设道路路面外业扫描方案,获取道路沉陷区三维点云数据;然后利用插值得到各...     

基于单机站CORS的矿区开采沉陷监测研究

随着互联网技术和GPS技术的发展,CORS已经逐步成为矿区测绘生产的主要方法,目前基于单基站CORS的RTK作业半径已经扩大到40 km,能够快速实现事后差分和厘米级实时定位,完全满足矿区开采沉陷监测的要求。本文针对基于单机站CORS的RTK作业范围广、精度高、可全天候单机作业等特点,结合工程实例探讨了单机站CORS在矿区开采沉陷监测中应用的可行性。     

基于GM(1,1)模型的矿山开采沉陷预测

矿山开采沉陷的因素具有复杂性,但可以利用预测理论加以预测。在分析矿山开采沉陷系统灰色因素的基础之上,提出了将开采沉陷下沉量作为矿山开采沉陷系统的特征量处理,运用灰色理论对开采沉陷下沉量进行预测。灰色理论运用预测对象自身的时间序列,而与预测对象相关联的其他因素没有参与运算和建模,因此运用起来比较简单使用,不用考虑其他复杂的要素。灰色理论在矿山开采沉陷预测中发挥了重要的作用。     

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。