GIS在开采沉陷领域应用及与专业模型的结合

GIS在开采沉陷领域的应用可从数据与信息管理、基本空间分析、GIS与专业模型结合、空间决策支持系统建立四个层次进行。GIS与专业模型结合是目前最主要的应用方式，其实现方法包括基于数据传输的松散式结合、基于共同用户界面的表面无缝结合、内嵌式结合等，基于组件开发技术实现二者结合的方法最具前景，符合当前GIS发展的趋势。实践证明，GIS与开采沉陷专业模型结合具有明显的优越性。     

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。     

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。     

GM(1,1)模型在矿山开采沉陷预计中的应用

矿山开采沉陷预计对预防开采沉陷对地表构筑物的损害及保护地面设施,减少开采沉陷造成的经济损失具有重要意义。矿山开采沉陷受到多方面因素的影响,其过程可视为一个灰色系统。本文将观测时间间隔视为灰色系统的一部分,直接建立等间隔GM(1,1)模型,通过对计算值的改正,最终得到预测值。由后验方差检验结果和预测分析说明该模型应用于矿山开采沉陷量预测中具有可靠性。大量计算证明,在矿山开采前期阶段用该模型预测的矿山开采沉陷量与实际沉降量符合较好,可以用来预测矿山开采沉陷对地表建筑物的损害程度。     

基于GIS的开采沉陷损害信息管理与分析系统设计

矿山开采会导致地表沉陷,严重破坏了生态结构与生态环境。因此科学有效地分析与管理沉陷数据进而控制煤炭的开采损害是十分重要的。本文基于GIS开发了开采沉陷损害信息管理与分析系统,对开采沉陷的防治和治理以及矿山生产提供了决策依据。     

GIS支持下的矿山开采土地损害评估与分析

主要分析了矿区开采沉陷对土地利用变化影响,把矿井范围内的开采沉陷数据和土地利用现状图进行GIS入库,统一到ArcGIS平台下。把沉陷区转变成各沉陷深度的面状图层,并与土地利用现状图中的各种土地利用类型相叠加,通过空间分析得出开采沉陷影响各种土地利用类型的范围和准确影响面积,结果以图的方式反映到GIS平台上,最后对所得的数据进行统计分析。     

非等间隔GM(1,1)模型在矿山开采沉陷中的应用

矿山开采沉陷直接影响地面建筑物的安全性评价。以预测矿山开采沉陷量为目的,并结合矿山开采沉陷监测非等时间间隔的特点,以相邻监测时间间隔为权,建立灰色系统非等间隔GM（1,1）模型,并将该模型应用于矿山开采沉陷量预测中。由后验差检验结果和预测分析说明该模型应用于矿山开采沉陷量预测中具有可靠性。实践证明,在矿山开采前期阶段用该模型预测的矿山开采沉陷量与实际沉降量符合较好,能较好地预测矿山开采沉陷对地表建筑物的损害程度,减少开采沉陷造成的经济损失。     

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。     

条带开采地表沉陷预计参数的确定

概率积分法是条带开采地表移动和变形预计常用的方法,而概率积分法预计的精度取决于其预计参数的确定。以国内大量的条带开采实测资料为基础,应用相似理论对条带开采地表沉陷的相似现象进行了模糊聚类分析,计算出了条带开采地表沉陷预计参数。根据所得条带开采地表沉陷相似现象的分类及其地表沉陷预计参数,应用模式识别对待求条带开采地表沉陷预计参数进行了求取。工程实例表明,用模糊优化确定的预计参数进行条带开采地表移动和变形预计,其预计结果更加可靠、准确。     

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.     

GIS平台下分形维数计算的设计开发和应用

GIS作为一种新兴的技术在空间数据处理和解析方面具有强大的扩展功能,已经在测绘领域得到了广泛的应用。本文针对分形维数计算的问题,在GIS平台下基于空间数据模型提出了该问题的解决方案,并利用通用COM技术设计和开发了分形维数计算系统。该系统成功地应用于工程实践,对今后GIS在相关专业领域更深层次的应用具有一定的借鉴意义。     

基于空间变异修正普通克里金的矿区复杂地形高精度建模

普通克里金法是构建矿区三维地形模型并揭示地表沉陷形变场动态变化规律的有效方法。但普通克里金法存在平滑效应的问题,导致估计值的空间变异程度小于实际,无法真实反映矿区复杂地表形态的空间变化特征。本文结合矿区实际地形采样数据,提出了一种空间变异修正的普通克里金法,并将其应用于矿区复杂地形的高精度建模,并与已有方法在建模精度和空间变异性复现方面进行了对比分析。研究结果表明,空间变异修正的普通克里金法能够很好地处理平滑效应对建模的影响,具有更高的建模精度和空间变异性复现能力,在矿区复杂地形高精度建模应用中具有较强的适用性,可以作为一种可靠的建模工具用于矿区复杂地形沉陷形变场动态变化规律分析。     

GIS的矿山巷道三维空间构模算法研究

巷道是井下矿山系统中各种人工要素的主要空间载体,其三维空间构模问题是目前三维地学空间构模研究的重要方向之一。针对该问题的解决,给出了巷道中心线的生成方法,提出了根据巷道中心线和断面进行巷道三维空间构模算法。该算法针对圆形巷道断面和巷道交叉处椭圆断面给出了公式的推导,并利用向量算法实现了该问题的三维空间构模。算法在GIS平台下得到验证和实现,表明该方法稳定、可靠,对今后模型走向工程应用具有重要的理论和实用价值。     

基于GIS的采煤沉陷区地质环境数据库建设研究

文章梳理了采煤沉陷区地质环境调查基础数据类型和空间数据类型,依据我国矿山地质环境调查评价的行业标准和规范,建立了集成数据管理、服务、交换体系的综合数据库,实现了基于GIS的综合业务数据集成、管理与服务。结果表明:GIS技术可以实现采煤沉陷区环境地质调查数据库建设,为采煤沉陷区的土地治理和生态恢复提供决策支持。     

Fields as a framework for integrating GIS and environmental process models. Part 1: Representing spatial continuity

Linking a GIS to a spatially distributed, physically-based environmental model offers many advantages. However, the implementation of such linkages is generally problematic. Many problems arise because the relationship between the reality being represented by the mathematical model and the data model used to organize the spatial data in the GIS has not been rigorously defined. In particular, while many environmental models are based on theories that assume continuity and incorporate physical fields as independent variables, current GISs can only represent continuous phenomena in a variety of discrete data models. This paper outlines a strategy in which field variables are used to enable modellers to work directly with the spatial data as spatially continuous phenomena. This allows the manner in which the spatial data has been discretized and the ways in which it can be manipulated to be treated independently from the conceptual modelling of physical processes. Modellers can express their spatial data needs as representations of reality, rather than as elements of a GIS database, and a GIS-independent language for model development may result. By providing a formal linkage between the various models of spatial phenomena, a mechanism is created for the explicit expression of transformation rules between the different spatial data models stored and manipulated by a GIS.     

基于三维空间的电力设施灾害数据挖掘

近年来,随着电子、计算机等技术的飞速发展,三维GIS的应用渐趋成熟,以往设想中的许多应用逐渐成为了现实。比如城市应急反应、虚拟旅游、智能交通、城市规划与设计等领域中,三维GIS都有广泛成熟的应用。尤其是在电力行业的应用中,三维技术除了能更好地展现三维场景、电力模型等,还能够和灾害模型相结合,进行电力设施灾害结果预测等。本文提出的基于三维空间的灾害数据挖掘方法,涉及灾害分布空间分析和空间数据挖掘的方法,是一种在三维地理信息技术下灾害分布情况对于电力设施影响程度的数据挖掘方法。     

空间分析WEB服务在电子政务中的应用

电子政务是世界各国为应对全球信息化的挑战而积极倡导的五大应用领域之一.在电子政务的建设中,地理信息系统(GIS)因为其强大的空间信息表达、处理功能以及日臻成熟的技术被认为是电子政务信息服务的最理想的基础平台;在政务信息服务中,空间辅助决策分析是不可缺少的内容,空间信息为决策服务是应用的必然要求.本文结合当前我国电子政务建设实际情况,在整合GIS相关技术的基础上,探讨了空间分析为空间辅助决策提供决策分析服务的实现方法和一些具体实际应用.     

基于邻接指数的空间关联规则挖掘方法研究

在空间关联规则挖掘中一般是采用遍历算法进行,导致对海量数据计算效率的降低。目前,空间数据挖掘模型多采用空间邻接矩阵来表达空间关联权重,大多情况下没有考虑邻接关系的实际量化的结果。文中在分析了空间实体分布的各种相邻关系基础上,采用邻接指数的方式来测算空间相关程度,并在此基础上采用改进的Apriori算法,通过自编程序加以实现。以北京市昌平区土地利用类型的空间分布关系为样例数据进行了试算。结果表明,计算效率有较大提高,并挖掘出一些潜在的土地利用类型间的共生关系。     

空间决策支持系统在矿山沉陷防治中的应用

空间决策支持系统(SDSS)是近年来随着计算机技术、人工智能、运筹学等学科的发展而兴起的一门新兴学科,它与GIS及ES的结合在空间分析中的应用体现了其解决结构性差类问题的优越性.本文根据矿山沉陷防治的具体特点,探讨了这一技术在矿山沉陷防治中的应用 ,并对其与GIS、ES等的结合进行了思考.