无人机航测技术在测绘类本科专业实践教学中的应用

自“新工科”建设被提出以来,测绘行业发展一直紧随时代科技发展的步伐,积极朝着向数字化、智能化转型迈进。传统的实践教学内容、教学方法已经难以满足新型基础测绘背景下测绘地理信息行业对人才培养的需求,高校应当与时俱进,着力构建有利于培养学生实践能力的教学新机制。文章结合国家建设与社会发展对测绘类人才的应用实践能力提出的更高要求,分析了当前无人机航测技术在测绘类本科专业实践教学中存在的若干问题,并提出应对措施。以河南理工大学测绘与国土信息工程学院为例,介绍了无人机技术在数字测图原理与方法、遥感原理与方法、三维激光扫描、空间信息数据处理综合实习课等程和集中实习中的应用,展现了无人机航测技术在实践教学中的应用价值,以期为其他高校完善测绘类本科专业实践教学培养体系提供思路。

高强度重复开采覆岩与地表移动机理

为了给神东等大型煤炭生产基地生态修复和“三下”开采提供理论和技术支持,以实测方式为基础,深入研究了高强度重复开采地表移动特征和机理。分别对老采空区下开采、工作面隔离煤柱下开采、跨老采空区和隔离煤柱下开采这3种工况布设地表移动观测线,开展快速密集监测,采集了丰富的地表移动数据。结合井下推进过程,通过数据分析,获得了不同时期下沉和水平移动值,绘制了地表移动曲线时序图。研究表明:隔离煤柱对地表下沉的发展过程具有阻碍性、带动性和活化性等特征,水平移动方向对井下推进方向具有追随性等现象。据此建立了高强度重复采动条件下形成的块体岩层结构模型,分析了块状岩体在井下推进过程中平衡—旋转平移—再平衡的运动过程,揭示了地表移动实测曲线形态背后的岩层移动机理。研究成果可为该矿区或类似矿区开采沉陷预计模型建立和生态环境修复治理提供参考。

测绘新技术赋能地方高校测绘类本科实践教学改革与实践

实践教学是提升工程教育实践效果和学生工程能力的重要基础。面对全社会数字化发展、智能化转型的时代浪潮,基于水准仪和全站仪等的传统测绘技术已经无法满足测绘行业需求,测绘类专业本科实践教学改革势在必行。文章聚焦“新工科”建设理念,根据经济社会发展和行业发展对“新工科”人才培养的实际需求,分析了当前测绘类本科实践教育教学存在的问题,指出了测绘技术体系和测绘产品的新变化,并以河南理工大学测绘与国土信息工程学院为例,介绍了利用航测无人机、移动LiDAR、无人测量船等测绘装备和新技术更新实践教学体系的做法和经验,阐述了测绘新技术在本科实践教学中的应用和价值,以期为其他地方高校测绘类专业“新工科”建设提供参考和借鉴。

DTM在开采沉陷可视化预计中的应用

数字地面模型(DTM)具有强大的三维可视化分析和空间模拟功能,它可以代替等高线对地形表面的描述,能满足对等高线数据相同的各种需求。为了充分地利用地质、矿山等许多领域的三维原始数据,以开采沉陷预计为研究对象,首先提出了将DTM用于地表移动变形可视化预计的意义,然后对其DTM构造的思路和方法进行了研究,最后,结合实例,介绍了将DTM用于开采沉陷可视化预计可以得到的最终成果。

开采沉陷岩移参数研究现状分析

开采沉陷岩移参数是表征岩层和地表移动规律的重要参数,其取值的准确与否直接影响到矿山生产设计的合理性和安全性.开采沉陷岩移参数的确定方法主要有实测数据拟合、回归分析、工程类比、神经网络、力学反演分析法和模糊数学方法.在综合分析大量文献的基础上,综述了开采沉陷岩移参数的研究现状,指出了可以应用相似理论确定不同地质采矿条件下开采沉陷岩移参数.

用模糊模式识别确定开采沉陷预计参数

基于模糊模式识别理论,根据给定的开采沉陷相似现象群的分类及基础岩层移动参数,提出了按择近原则进行新矿区模式识别和预计参数确定的方法.即对于B1,B2,…,Bn这n个开采沉陷模型,如果有一个新矿区的模型C与Bi(i=1,2,…,n)最贴近,就可用Bi作为该矿区的开采沉陷预计参数.实例研究表明,用此方法确定的预计参数具有更强的可靠性和准确性.

某矿村庄下煤柱开采方案研究

为了充分开采村庄下的煤炭资源和缓解矿区采掘接替紧张的矛盾以及延长矿井服务年限,同时又能最大限度地减小地下开采对地表建筑物损害。结合某矿特定的地质采矿条件,根据岩层与地表移动机理,对该矿区地表移动变形的影响因素和工作面推进速度与地表变形的关系进行了分析,得出了该矿13264工作面最佳的推进速度为3.0m/d。应用村庄下压煤开采技术的理论和方法,对该矿区村庄下保护煤柱后期开采方案进行了优化分析,指出:13266工作面顺序开采并能够在较短的时间内开采停止,则顺序开采对地表建筑物的损害程度要小;13264工作面开采通过该矿区村庄以后,下一个工作面通过的时间相隔时间较长,则跳采方式对地表建筑物的损害程度要小。

村庄下倾斜煤层条带开采方法研究

针对我国"三下"(建筑物下、水体下、铁路下)压煤条带开采的实际情况,根据国内外有关条带开采的实践经验和技术要求,采用极限强度理论和压力拱理论对村庄下倾斜煤层条带开采进行了分开采深度设计,计算得出了条带开采的采出宽度和保留宽度;应用条带开采地表移动参数的模糊优化理论对概率积分法预计参数进行了选取,按照不同的开采深度,对村庄范围内的地表移动和变形值进行预计;根据预计的结果,对计算得出的条带开采尺寸进行检验和优化。研究表明,村庄下分采深条带开采尺寸设计和分采深地表沉陷预计,不仅可以提高地下煤炭资源的采出率,实现村庄在不搬迁情况下安全开采,也可最大限度地减小地下开采对地表建筑物的损害。

Super Map系统在开采沉陷预计分析中的应用

地理信息系统空间数据的获取、存储、分析、处理和显示等技术,对研究和解决有关开采沉陷的预计分析、变形监测和其防护问题是相当实用和有效的。为了充分利用现有的地理信息系统软件所具有的强大的空间分析和图形显示功能,减少开发开采沉陷预计分析系统软件的工作量和缩短其开发周期,本文首先介绍了SuperMap地理信息系统软件和将其应用到开采沉陷预计分析中的必要性和意义,然后阐述了利用SuperMap和VC++6.0进行无缝结合来实现开采沉陷预计分析系统的开发过程和方法。利用该系统实现了矿区工作面地表移动变形的动态演示、图形的绘制、空间数据的分析和损害等级的评定等。

煤矿塌陷区地基稳定性与承载力研究现状分析

煤矿塌陷区在我国分布较广泛,为了保证国家建设的需要和节约耕地,就必须对塌陷区土地进行科学开发和利用,使其恢复为建设用地.在综合分析大量文献的基础上,从老采空区的活化机理、地表沉陷与变形规律等方面,分析了煤矿塌陷区地基稳定性和承载力的研究现状.分析研究表明,提高塌陷区土地利用率的关键是需要准确分析和计算出地基的承载力.煤矿塌陷区地基稳定性和承载力研究,对于提高土地的利用率、保护耕地,促进我国经济和社会的协调和可持续发展等,具有十分重要的理论价值和现实意义.

用模糊综合评判法评价开采沉陷对环境的影响

针对开采沉陷对环境影响评价的重要、复杂性的问题,考虑其评价因素的模糊性,采用模糊综合评判法来解决开采沉陷对环境影响评价问题,同时提出了该评判法的模糊数学模型,在综合评判模型中,评判因素权重的确定是采用德尔斐法。研究表明,采用模糊综合评判能比较客观、方便地对开采沉陷环境影响进行全面和系统地评价,从而为矿区环境的治理提供决策依据。

基于空间关系的岩层移动角推算

建立地表移动观测线是求取开采沉陷岩层移动参数的重要途径,鉴于某矿地表3211观测线的布设不严格平行于工作面走向或倾向方向,通过分析该观测站的实测资料,确定了沿观测线布设方向的斜向移动角;根据斜向移动角和移动角的空间关系,推算出了该矿区的岩层移动角.研究表明,基于空间关系推算岩层移动角的方法简洁实用,能够满足开采沉陷工程的实际要求.

煤炭开采对粮食安全的影响及其对策

从开采方法、土地复垦与综合治理、经济和政策等方面采取措施,可以最大限度地减小采矿对土地资源的破坏,治理好矿区土地资源,保护好耕地,实现粮食产需总量的大体平衡。“保护粮食安全”关键是抓好耕地保护,根据可持续发展原则,综合考虑矿业经济发展与矿区生态环境保护的关系,走矿业“绿色开采”的道路,研究有利于矿区耕地保护的采矿新技术,使资源开发与耕地保护协调发展,同时还应对煤矸石和粉煤灰进行充分利用、防治水体受到污染、采用先进的土地复垦技术对土地资源的浪费和破坏进行治理,把土地复垦中的经济效益、社会效益和生态效益统一起来,为粮食生产奠定基础。

基于航摄影像的地表移动观测站设计

航摄影像分辨率比较高、所含信息量大,能够较好地反映矿区的地形、地物和地貌.在设计鹤壁八矿3103工作面地表移动观测站时,应用该矿区航摄影像对3103工作面地表移动观测站进行辅助设计和观测点的布设.研究表明,应用航摄影像辅助地表移动观测站设计不仅可以减少实地踏勘的工作量,而且也提高观测站的设计和观测效率.

基于SuperMap的开采沉陷预计分析可视化的实现

本文采用 VC++6.0的面向对象技术来对预计点的移动变形值进行计算 ,先利用概率积分法来计算出工作面格网点的移动变形值 ,然后将其保存在数据文件中。针对地表移动和变形过程的特点和 Su-per Map强大的空间分析和图形绘制功能 ,将 VC++6.0和 Super Map进行结合 。

融合实测数据的地表沉降SBAS-InSAR监测方法

近年来我国煤矿地下开采深度不断增加,深部非充分开采条件下矿区地表沉降量偏小、持续周期长,使用小基线集(SBAS)时序InSAR技术可用于获取矿区地表高时空分辨率的变形信息,然而InSAR监测中失相干问题会导致部分下沉区域无法得到有效形变信息。提出了一种融合实测数据的地表沉降SBAS-InSAR监测方法,以万年矿沉降区的26景哨兵1A数据和部分水准实测数据为试验数据,通过融合部分同时期水准实测数据,采用反距离加权插值法(Inverse Distance Weighted,IDW)对研究区内失相干区域进行IDW空间插值,得到地表沉降区完整且连续的地表沉降信息,解决了部分沉降区域因植被旺盛引起的InSAR数据失相干问题。通过提取研究区内走向及倾向时序沉降曲线,对万年矿工作面132153和132157非充分开采地表沉降规律进行分析,发现工作面132153较132157沉降范围更广,沉降量更大,是由其开采过程中邻近老采空区出现“活化”现象所致。选取和对比3个同时期的InSAR监测结果与水准实测结果,其均方根误差分别为±6.0,±4.4和±9.8 mm。研究结果表明,融合实测数据和IDW插值后的SBAS-InSAR应用于矿区深部非充分开采地表沉降时序监测具有很高的可靠性,监测精度完全满足相关工程技术要求。

村庄下条带开采对地表建筑的影响预测及评价

为实现在村庄建筑物不搬迁的情况下安全采煤、提高资源采出率、缓解矿井生产接替紧张的矛盾,结合矿区具体的地质采矿条件及地表村庄建筑物的现状,给出了条带开采设计方案.根据万年矿已有的地表移动观测资料,该矿区地表沉陷规律基本符合概率积分法.通过理论分析计算,确定了概率积分法的预计参数,并对地表移动和变形进行了预计,根据预计结果对村庄建筑物损害程度进行了分析和评价.研究结果表明,万年矿村庄下压煤采用条带法开采技术上可行,经济上合理.

条带开采中含弱面的煤柱尺寸设计

针对在条带开采煤柱尺寸设计中大多数是采用强度稳定性分析的方法,而没有考虑弱面对煤柱稳定性的影响,由于弱面的存在,煤柱常常会因抗剪强度不够而产生剪切破坏等问题。采用分析计算的方法,根据煤柱弱面的剪切强度来设计条带开采煤柱的尺寸。首先采用有效区域理论计算了煤柱载荷;然后,由莫尔应力圆理论和库伦准则得出了含弱面的煤柱所能承受的极限载荷;最后得出了保留煤柱宽度的计算公式。研究表明:煤柱侧向压力对其强度和稳定性影响很大,当煤柱强度不足时,应采取调整煤柱位置、加大煤柱宽度和进行充填等措施来提高其稳定性。

网络环境下高校互动教育研究

针对高校网络教育的特点,从互动教育的理论基础、网络教育平台的建设、网络教育的模式和网络教育的工效等方面对高校网络互动教育进行了系统研究,探讨了高校网络互动教育建设的理论基础,并对网络互动教育的工效进行了分析。研究表明,高校网络互动教育可以实现教育资源共享,提高大学生学习的积极性、自主性和灵活性,方便大学生与教师之间的交流和沟通,充分发挥大学生的主体作用和教师的指导作用,对高校教育教学质量的提高有很好的促进作用。

开采沉陷相似现象群的分类方法

由已得出的开采沉陷的相似理论,忽略次要影响因素,给出了开采沉陷相似现象群的类型划分方法,即模糊聚类分析.以此方法和国内135个地表移动观测站的实际资料为基础,将全国开采沉陷相似现象群近似分为三个大类,第二大类又可以分为6个小类.同时也得出了各类型开采沉陷的基础岩移参数.