单视线向D-InSAR的地表沉陷预测参数反演方法

为了提高非充分采动条件下地表沉陷预测参数反演精度,提出基于单视线向差分合成孔径雷达的地表沉陷预测参数反演方法。根据单视线向位移量和概率积分法预测模型中的位移量(下沉和水平移动)之间函数关系,推导了视线向位移与地表沉陷预测参数之间的函数关系。开展了参数反演模拟实验,结果表明,利用在无噪声、低噪声、高噪声条件下反演的地表沉陷预测参数,模拟地表走向和倾向位移量,拟合误差不超过10 mm,求取的地表沉陷预测参数的相对误差均能保持在5%以内。利用本文提出的参数反演方法进行全局最优拟合,得到实验区地表沉陷预测参数,将实测下沉量与预测下沉量进行对比,均方根误差为11.8 mm,预测精度能够满足工程要求。     

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。     

深部开采保护煤柱的设计方法

为了减小或者完全避免地下开采对地表建筑物的有害影响,根据深部开采地表移动的实测数据,本文给出了地表移动和变形预计参数,利用概率积分法对地表任意点的下沉值进行计算,分析了建筑物受地下开采的影响程度,以此对矿区地表建筑物保护煤柱进行设计。研究表明,基于地表移动和变形预计理论的保护煤柱设计方法,对减少深部开采保护煤柱的压煤量、保护地表建筑物、实现地下煤炭开采的可持续发展具有一定的参考价值。     

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。     

基于回归分析的地表移动值与岩移参数变化规律研究

煤矿开采引起的地表移动和变形,会导致开采沉陷,一直是煤矿安全的隐患。本文选取王楼煤矿13301工作面作为研究对象,分析整理了历年来地表移动变形观测资料和观测站相关地质采矿技术条件,利用回归分析的方法进行了统计分析、曲线拟合、建立回归方程,系统性地得出地表移动值与岩移参数变化规律,求取出了矿区具体采矿技术条件下开采引起的岩层与地表移动变形参数,为矿区生产及类似地质采矿条件下岩移参数求取等提供依据。     

综放开采地表移动参数的稳健回归分析

采用稳健回归技术研究了兖州矿区综放开采地表移动盆地角值参数变化规律 ,克服了观测资料中异值点或盲目消除异值的影响 ,获得了稳定、可靠的综放开采地表移动边界角、移动角回归方程 ;为综放开采条件下保安煤柱设计和建筑物下安全开采 ,提供了可靠依据     

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。     

基于FLAC3D的深部开采沉陷预计数值模拟

针对深部开采物理实验困难问题,本文采用数值模拟的方法,对某深部矿井条带开采工作面应用FLAC3D数值模拟进行分析,结合该矿区地质条件,分别模拟两个工作面开采对地表下沉的影响,并进行研究,得到数值模拟下沉预计值为0.188 m,实测最大下沉值为0.179 m,与数值模拟预计值之间仅相差9 mm,数值模拟开采沉陷预计值与实...     

矿山开采沉陷地表移动观测站的设计与实现

合理地设计地表移动观测站,是准确预测矿山开采沉陷引起地表移动、变形的基础。本文分析变形观测站设计方法,对该方法做了详尽剖析。结合淮南矿区的地质以及地表综合条件,设计适合淮南地区地表移动变形观测站设计的算法模式,并采用VB和MapObjects进行了实现。最后,以淮南市潘北矿区地表移动观测站设计为实验对象,结果表明:采用软件设计的地表移动观测站,能够有效反映沉陷区特征,且具有高效、可视化特点。     

基于模糊聚类的开采沉陷参数预计模型

针对由于岩移观测数据资料缺失或不准确而导致开采沉陷预计参数求取不精确的问题,本文提出一种基于模糊聚类的开采沉陷参数预计模型。首先,根据相似第三定理对地矿特征进行了分析简化;其次,利用方程分析法、量纲分析法进行特征提取,得到特征方程;然后,对原有模糊聚类方法进行改进,得到基于竞争合并策略的IWFCM_CCS算法的模糊聚类方法;最后,对岩移观测数据进行模糊聚类分析,得出观测站数据的隶属度矩阵和聚类中心,建立了基于隶属度权重的回归模型。通过与矿区实测数据和模型预计结果的对比分析,验证了所提参数预计模型的准确性和可行性。该模型减小了观测数据导致的预计参数求取误差,可为以后的预计参数求取提供参考。     

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。     

双轨D-InSAR在济宁矿区地面沉降监测中的应用

合成孔径雷达差分干涉测量技术(differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR)已在矿区地面沉降监测中得到了广泛的应用。结合收集到的水准数据,选取了2009-01-10至2009-02-25时间段内的两景覆盖济宁东滩矿区的ALOS PARSAR数据,并以1∶50 000的数字高程数据(digital elevation model,DEM)作为外部参考DEM,利用GAMMA软件中的双轨D-InSAR技术对矿区的地面沉降进行监测,获取了东滩矿区的差分干涉图、增强后的干涉图、相干图、沉降图等一系列结果图,并统计分析东滩矿区在该时间段的沉降量、沉降分布及沉降面积等信息;将地理编码后的沉降图与最邻近时间段的水准数据进行精度验证及分析。结果表明:双轨D-InSAR技术可以对矿区的地面沉降进行有效的监测。     

融合三次样条插值的D-InSAR沉陷变形监测技术

传统煤矿开采沉陷形变监测只能获得离散监测点的地表形变量,无法获取沉陷区整体的形变趋势,而D-InSAR技术能够获取整体地表形变信息,但D-InSAR技术需要大量遥感影像数据,否则导致时间失相干性而无法获得连续的形变量。本文针对D-InSAR影像数据解译过程中影像数据较少的问题,首先利用D-InSAR技术对淮北矿业集团袁店二矿7225、7226工作面进行了监测分析,获取了几个时间段内整体的下沉形变场;然后提出了采用三次样条插值与D-InSAR技术相结合的开采沉陷监测方法,基于D-InSAR影像上监测点监测值,利用三次样条插值建立了内插反演函数,在已建立函数的基础上得出了其他雷达卫星重访周期内的下沉值;最后将内插反演下沉值与实测水准数据进行了对比分析。结果表明：D-InSAR监测结果能够有效地反映开采沉陷的影响范围,能够较为准确地提取区域地表的形变信息;结合三次样条插值的D-InSAR技术监测结果最大误差和最大相对误差分别为31.5mm和17%,该方法能有效地解决D-InSAR影像数据缺少的问题。     

D-InSAR技术在矿区地表沉降中的监测研究

采用双轨D-InSAR技术对某矿进行地表变形监测研究,利用SARscape软件中的D-InSAR工作流,对哨兵一号数据进行干涉处理、滤波、相位解缠、相位转形变等一系列数据处理,得到该煤矿地区2018年8月至2018年10月之间的地表变形图像.将D-InSAR处理得到的地表沉陷值与实际测量得到的变形值进行比较分析,进行精...     

基于遥感影像的煤矿沉陷区水深反演研究

目前,用遥感研究水深多集中于沿海及内陆水域,煤矿塌陷地水深反演研究很少。本文以徐州九里塌陷湖为例,通过分析水深值与水体反射率的关系,得到各单因子的线性、非线性反演模型,经分析其误差相对较大;选取各水深分段内误差较小的因子,最终建立多元回归模型,其绝对误差、相对误差均优于单因子模型。     

D-InSAR技术在矿区形变监测中的应用研究

D-InSAR技术作为20世纪90年代发展起来的新型空间对地观测技术,凭借着全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特点得到了广泛的应用.本文介绍了D-InSAR技术的基本原理和处理流程,以内蒙古营盘壕煤矿为例,利用哨兵数据,通过二轨差分干涉测量方法得到沉降数据.在ArcGIS中通过对沉降区域的提取、剖面分析和叠加分析...     

矿山开采沉陷动态参数预计方法的探讨

开采沉陷动态参数预计是矿山开采沉陷学科的核心内容,它对开采沉陷的理论研究和生产实践都有重要意义。本文简要介绍开采沉陷动态参数预计的几种方法,采用编程语言Visual Basic 6.0进行开发,编制了概率积分法求取动态预计参数经验公式的程序。通过实例,取得了较满意的预计参数,对于矿区的开采有一定的指导意义。     

基于GAMMA的D-InSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用

详细介绍了专业的雷达数据处理软件GAMMA和基于GAMMA的双轨D-InSAR数据处理流程;对济宁地区真实L波段的ALOS PALSAR数据进行了双轨D-InSAR处理,完成了从干涉数据的读取到形变图生成的整个流程,并生成了一系列清晰的结果图;结合GIS软件得到研究区的沉降位置、分布和沉降量等信息。研究表明:利用GAMMA软件可以对雷达影像进行双轨D-InSAR处理,得到清晰的中间结果图;双轨D-InSAR可以对矿区进行地面沉降监测,进而掌握由于煤矿开采引起的地面沉降分布和沉降程度,为煤矿区的合理开采和可持续发展提供一定的理论依据。     

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。