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基于鞍山式铁矿成像光谱的融合算法研究
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作者 毛亚纯 文杰 +4 位作者 曹旺 丁瑞波 王世佳 付艳华 徐梦圆 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2620-2625,共6页
铁矿资源是我国经济发展和社会进步的物质基础。在铁矿开采过程中,快速精准地确定铁矿品位,对矿山开采决策及经济效益具有重要影响。高光谱成像技术具有影像覆盖范围广、精度高等优势,已广泛应用于矿石分类及成分反演等领域。然而目前... 铁矿资源是我国经济发展和社会进步的物质基础。在铁矿开采过程中,快速精准地确定铁矿品位,对矿山开采决策及经济效益具有重要影响。高光谱成像技术具有影像覆盖范围广、精度高等优势,已广泛应用于矿石分类及成分反演等领域。然而目前高光谱成像传感器的波段范围主要为可见短近红外(Vis-SWIR)和近红外(NIR)两类,且两类数据多为独立获取,缺乏连续性,采用单一数据所建模型的精度往往偏低。因此融合多传感器所获光谱数据,可有效解决单一传感器波段范围小、包含目标特征波段少等问题,提高基于高光谱成像技术的铁矿品位反演精度。使用Pika L与Pika NIR-320高光谱成像仪,分别在Vis-SWIR与NIR两个波段范围内采集鞍山式铁矿的成像光谱数据,提出了基于互信息(MI)的光谱串联融合方法,该方法首先对两组光谱数据进行预处理,然后对处理后的数据进行互信息计算以此对光谱数据进行串联融合。最后分别以Vis-SWIR、NIR以及基于不同波段串联融合的光谱数据为数据源,建立RBF神经网络品位反演模型,并以融合前后光谱数据所建模型的准确性与精度为融合算法有效性的判别指标。结果表明,光谱数据串联融合后所建模型的准确性与精度高于单独使用Vis-SWIR、NIR光谱数据所建模型的准确性与精度。与基于其余波段串联融合的光谱数据相比,在基于互信息计算得出的959.89nm处串联融合后光谱数据所建模型的准确性与精度最高,R2为0.88,RPD为2.97,RMSE为4.464,MAE为3.32。该研究针对多传感器光谱融合提出了一种新思路,对成像光谱技术应用于铁矿品位反演具有现实指导意义。 展开更多
关键词 鞍山式铁矿 光谱融合 互信息 可见光-近红外光谱 径向基函数
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基于爆破矿石图像分割优化算法的大块率统计方法 被引量:3
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作者 毛亚纯 樊硕 +1 位作者 曹旺 李时 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期705-711,共7页
矿石图像分割效果受光照条件、目标密集性及边缘对比度低等因素制约,致使大块率统计精度偏低.为此以鞍千矿爆破矿石图像为数据源,首先利用双边滤波算法去除特征增强后的图像噪声,然后分别采用自适应阈值算法和整体嵌套边缘检测(holistic... 矿石图像分割效果受光照条件、目标密集性及边缘对比度低等因素制约,致使大块率统计精度偏低.为此以鞍千矿爆破矿石图像为数据源,首先利用双边滤波算法去除特征增强后的图像噪声,然后分别采用自适应阈值算法和整体嵌套边缘检测(holistically-nested edge detection, HED)算法初步分割矿石图像,再利用形态学和去除连通域算法去除因矿石表面纹理形成的分割孔洞,进一步融合两种分割结果,引入基于距离运算的分水岭算法消除矿石图像欠分割现象,最终实现矿石图像的优化分割.研究结果表明,该方法可有效提高爆破矿石图像分割准确性,实现露天矿爆破大块率精确统计,为爆破效果智能评价提供技术支持. 展开更多
关键词 爆破大块率 矿石图像分割 HED算法 自适应阈值算法 分水岭算法
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典型伪装材料高光谱特征及识别方法研究 被引量:4
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作者 胡怡斌 包妮沙 +2 位作者 刘善军 毛亚纯 宋亮 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期297-302,共6页
针对某些特定环境下,伪装目标和背景目标出现的“异物同谱”现象,传统的可见光及多光谱遥感伪装识别存在局限性,为此,将高光谱应用到典型伪装材料的特征分析与识别。以北方地区常用丛林迷彩伪装网为研究对象,利用SVC HR1024光谱仪获取... 针对某些特定环境下,伪装目标和背景目标出现的“异物同谱”现象,传统的可见光及多光谱遥感伪装识别存在局限性,为此,将高光谱应用到典型伪装材料的特征分析与识别。以北方地区常用丛林迷彩伪装网为研究对象,利用SVC HR1024光谱仪获取其不同浸水时间的可见光-近红外光谱,通过光谱相似性度量和包络线去除处理,分析揭示不同浸水条件下伪装网和北方典型植被光谱特征和敏感波段,并基于近红外波段构建光谱比值指数RCI,用于识别绿色植被环境中的伪装目标,最后通过高光谱成像实验获取仿真伪装环境高光谱图像,并利用高光谱图像对识别效果进行验证。结果显示:(1)不同浸水时间的丛林迷彩伪装网的光谱曲线基本形态相似,且反射率随浸水时间的增加而整体呈下降趋势;1900 nm波段是伪装网反射光谱对含水量响应最为明显的波段,其光谱特征会因浸水处理而相似于植被,相似度从0.895提高到了0.939。(2)丛林迷彩伪装网和植被在可见光波段的相似度较高,光谱波动情况相似,但在近红外波段光谱特征差异明显。通过包络线统去除分析得出970,1190和1440 nm波段附近处是丛林迷彩伪装网识别的敏感波段,且基于迷彩伪装网和各植被在900~1900 nm波段范围内存在的2处明显反射率斜率的差异,构建了伪装网识别特征指数RCI_(1)(R_(1190)/R_(1270))和RCI_(2)(R_(1270)/R_(1440))。(3)基于RCI指数构建决策树分类模型,可以快速有效的将伪装目标从绿色植被背景中提取出来。实验结果表明,基于RCI指数对伪装目标区域进行识别提取,所得结果在形态和大小上与原影像具有较好地一致性,识别精度可达95%,表明该指数对于伪装目标具有较好的识别效果。 展开更多
关键词 高光谱 可见光-近红外光谱 伪装网 光谱指数 分类识别
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基于三维点云的岩体结构面自动分类与参数计算 被引量:5
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作者 郭甲腾 张紫瑞 +1 位作者 毛亚纯 刘善军 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1161-1166,共6页
结构面间距是岩体稳定性和力学特性分析中的一个重要参数,在岩石力学、采矿工程、边坡监测等领域的数值计算中广泛应用.本文以岩体边坡露头为研究对象,基于非接触测量获得的三维点云数据,提出一种基于密度聚类的结构面细化分类方法;在... 结构面间距是岩体稳定性和力学特性分析中的一个重要参数,在岩石力学、采矿工程、边坡监测等领域的数值计算中广泛应用.本文以岩体边坡露头为研究对象,基于非接触测量获得的三维点云数据,提出一种基于密度聚类的结构面细化分类方法;在结构面粗略分组提取的基础上,通过投影变换、散乱点拟合等算法,求得结构面间距和岩体体积节理数.设计开发了结构面细化分类及间距等参数计算与分析原型系统,实际案例分析表明,本文方法可有效实现结构面的自动细化分类,并能够计算出间距等相关参数,可为岩体质量分级和岩体稳定性分析等提供方法支撑. 展开更多
关键词 三维点云 结构面 细化分类 DBSCAN聚类 结构面间距
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基于无人机点云数据的露天采场矿车提取方法 被引量:8
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作者 毛亚纯 伏雨文 +1 位作者 曹旺 赵占国 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期842-848,863,共8页
针对在基于无人机点云数据进行露天采场验收测量过程中,由于矿车点集的存在导致验收精度降低的关键问题,提出了一种露天采场矿车点集自动提取方法.以哑巴岭露天采场无人机点云为数据源,首先利用渐进式形态学滤波算法分割出地面点与非地... 针对在基于无人机点云数据进行露天采场验收测量过程中,由于矿车点集的存在导致验收精度降低的关键问题,提出了一种露天采场矿车点集自动提取方法.以哑巴岭露天采场无人机点云为数据源,首先利用渐进式形态学滤波算法分割出地面点与非地面点,然后通过改进的欧氏聚类算法对非地面点中的矿车点集进行聚类提取,最后基于国际摄影测量和遥感学会(ISPRS)提出的误差评判标准对矿车提取结果进行评估分析.分析结果表明,该方法可以有效提取露天采场中的矿车点集,为实现露天采场快速高效验收提供了重要的技术支持. 展开更多
关键词 无人机三维点云 露天采场验收测量 点云分割提取 渐进式形态学滤波算法 欧氏聚类算法
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可见光-近红外光谱的低品位斑岩型铜矿反演模型 被引量:3
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作者 毛亚纯 丁瑞波 +1 位作者 刘善军 包妮沙 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2474-2478,共5页
目前,国内外铜矿品位分析多以化学分析法为主,但由于化学分析法存在成本高、时间长和污染物残留等缺点,其相对配矿流程存在严重的滞后效应,致使尾矿铜含量过高,必然造成资源浪费。开展斑岩型铜矿可见光-近红外光谱特征与建模研究是解决... 目前,国内外铜矿品位分析多以化学分析法为主,但由于化学分析法存在成本高、时间长和污染物残留等缺点,其相对配矿流程存在严重的滞后效应,致使尾矿铜含量过高,必然造成资源浪费。开展斑岩型铜矿可见光-近红外光谱特征与建模研究是解决这一问题的有效途径。以121个乌山斑岩型铜矿的化学分析与光谱测试数据为数据源,分析了斑岩型铜矿可见光-近红外光谱特征,以主成分分析法(PCA)、局部线性嵌入算法(LLE)两种降维算法对原始光谱数据进行了处理,所降维数分别为3维和5维,同时利用遗传算法(GA)对原始光谱数据进行了波段选择,共选取了467个最佳波段。然后以BP神经网络为建模方法,并分别以92个和29个斑岩型铜矿可见光-近红外光谱数据作为建模样本和测试样本,建立了斑岩型铜矿可见光-近红外光谱的定量反演模型。利用原始数据所建模型的品位反演平均绝对误差为0.104%,利用主成分分析法、局部线性嵌入算法、遗传算法处理后的数据所建模型品位反演平均绝对误差分别为0.110%, 0.093%和0.045%,由此可见,利用主成分分析法处理后的数据所建模型品位反演精度较差,利用局部线性嵌入算法处理后的数据所建模型品位反演精度略有提高,而利用遗传算法处理后的数据所建模型品位反演精度有明显提高。研究结果表明,基于低品位斑岩型铜矿可见光-近红外光谱数据反演模型的品位分析具有一定的可行性,为我国低品位斑岩型铜矿的品位快速检测提供了一种有效的手段。 展开更多
关键词 斑岩型铜矿 可见光-近红外光谱 降维算法 遗传算法 反演模型
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可见光-近红外光谱的矽卡岩型铁矿反演模型 被引量:5
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作者 毛亚纯 温健 +3 位作者 付艳华 曹旺 赵占国 丁瑞波 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期68-73,共6页
铁矿资源是我国国民经济基础产业中的重要组成要素,在我国经济发展中有举足轻重的地位。铁矿品位的检定效率对铁矿石开采效率有重大影响。目前,铁矿石品位的化学分析检定法,不仅存在成本较高,化验周期长的问题,更主要的是其无法实现铁... 铁矿资源是我国国民经济基础产业中的重要组成要素,在我国经济发展中有举足轻重的地位。铁矿品位的检定效率对铁矿石开采效率有重大影响。目前,铁矿石品位的化学分析检定法,不仅存在成本较高,化验周期长的问题,更主要的是其无法实现铁矿品位原位测定,相对配矿流程存在滞后效应,无法有效降低矿石开采的损失贫化率;基于可见光-近红外光谱分析的铁矿品位原位测定技术是解决这一问题的有效途径。以225个红岭矽卡岩型铁矿测试样本的可见光-近红外光谱数据及化学分析数据为数据源,首先对原始数据进行了平滑处理,并分析了矽卡岩型铁矿可见光-近红外光谱特征,然后利用倒数对数、多元散射校正(MSC)两种预处理方法对平滑后的光谱数据进行处理,再分别以主成分分析法(PCA)、遗传算法(GA)两种降维算法对预处理前后的光谱数据进行了处理,获取了六种不同预处理组合算法处理后的数据源。其中以PCA降维算法所降维数分别为3维、3维、7维;以GA降维算法所降维数分别为477维、489维、509维。最后基于随机森林(RF)和极限学习机(ELM)建立了矽卡岩型矿石金属铁品位的定量反演模型,以决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)和平均相对误差(MRE)三个指标分别对模型的稳定性、精确度、可信度进行评价。结果表明,经MSC处理及PCA降维后的数据基于ELM算法建立的定量反演模型效果最优,其R^(2)可达0.99、RMSE为0.0057、MRE为2.0%,该方法所建模型对红岭矽卡岩型铁矿品位反演精度有明显的提升。对矽卡岩铁矿品位的实时、快速分析提供了一种有效的方法,对实现矽卡岩型铁矿的高效开采具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 可见光-近红外光谱 矽卡岩铁矿 降维算法 预处理组合算法 定量反演模型
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基于可见光波段的燃烧与未燃烧矸石分类方法研究 被引量:2
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作者 宋亮 刘善军 +2 位作者 毛亚纯 王东 虞茉莉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1148-1153,共6页
我国煤矿数量众多,分布广泛,大量堆积的煤矸石对矿区环境造成严重影响,其中部分煤矸石处理不当可能引发自燃和爆炸,对矿区安全构成直接威胁。根据煤矸石的燃烧状态可以分为燃烧矸石和未燃烧矸石两类,其存在的安全隐患和对环境的危害性... 我国煤矿数量众多,分布广泛,大量堆积的煤矸石对矿区环境造成严重影响,其中部分煤矸石处理不当可能引发自燃和爆炸,对矿区安全构成直接威胁。根据煤矸石的燃烧状态可以分为燃烧矸石和未燃烧矸石两类,其存在的安全隐患和对环境的危害性有所不同,同时其综合利用的途径亦不相同。因此,对煤矸石进行燃烧矸石和未燃烧矸石的分类识别与监测就显得尤为重要。目前的监测方法主要为实地勘查调研,其效率低、成本高,难以满足煤矸石监测的实际需求。选择辽宁省铁法矿区作为研究区,首先从矿区矸石山现场采集典型的煤矸石样本106个;然后,利用SVC HR1024光谱仪测试其可见光-近红外光谱,分析燃烧和未燃烧矸石的光谱特征,并基于可见光波段构建光谱指数NDGI,用于识别燃烧矸石和未燃烧矸石。选择实验室测试的光谱数据和实际卫星遥感数据对该指数进行了验证,并与随机森林法进行对比。结果显示:在350~760 nm燃烧矸石光谱曲线斜率整体较高,在550~630 nm反射率存在陡升现象,而未燃烧矸石在整个可见光波段光谱曲线斜率较低;以0.25作为NDGI指数阈值,可以很好地将燃烧矸石和未燃烧矸石区分开来,实验室样本验证结果显示, NDGI指数的分类精度可达99.1%,高于随机森林分类法的95.2%;现场的验证结果表明,使用铁法矿区的landsat8 OLI数据,并基于NDGI指数对矿区内的矸石山进行燃烧和未燃烧区域识别划分,所提取的燃烧和未燃烧矸石在形态和大小上与Google Earth具有很好地一致性,表明该指数对于矸石的燃烧状态具有很好识别效果。在上述研究基础上,分别取燃烧和未燃烧矸石进行矿物鉴定,通过对比矸石燃烧前后矿物种类的变化,分析造成燃烧和未燃烧矸石的光谱特征差异的原因。结果表明:燃烧使矸石中的Fe^(2+)被氧化为Fe^(3+)。Fe^(3+)的大量增加造成光谱曲线在550nm处形成明显的波谷特征,在整个燃烧过程中生成的玻璃质在750nm处形成高反射率,二者综合造成燃烧和未燃烧矸石的NDGI指数差异。研究结果为煤矿区燃烧和未燃烧矸石的区分识别提供了一种快速、高效、较为准确的实用方法。 展开更多
关键词 遥感 可见光-近红外光谱 矸石 分类
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基于可见光-近红外光谱的BIF磁性率确定方法研究 被引量:2
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作者 毛亚纯 王东 +1 位作者 王岳 刘善军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期765-770,共6页
铁矿中磁性率是评价铁矿床工业价值和划分矿石工业类型的重要指标。传统的磁性率测定法存在工作量大、效率低、周期长的缺陷,成为经济、合理、高效开采铁矿资源的瓶颈问题。采用便携式地物光谱测试仪对辽宁省鞍钢集团鞍千矿业有限责任... 铁矿中磁性率是评价铁矿床工业价值和划分矿石工业类型的重要指标。传统的磁性率测定法存在工作量大、效率低、周期长的缺陷,成为经济、合理、高效开采铁矿资源的瓶颈问题。采用便携式地物光谱测试仪对辽宁省鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司的BIF实验样品进行可见光-近红外光谱测试,分析了光谱特征,构建了比值指数(RI)、差值指数(DI)和归一化指数(NDI),并确定光谱指数与样品磁性率相关性最显著的敏感波段及对应的相关系数值;优选出与样品磁性率相关性最显著的比值指数(RI),构建实验样品磁性率的定量反演模型,并进行了验证。结果表明,三种光谱指数与样品磁性率敏感波段均位于935与1 050nm,且该波段处的相关系数均达到0.9以上,其中比值指数与样品磁性率的相关性最高;基于比值指数构建的实验样品磁性率定量反演模型的预测误差为0.038,反演磁性率与实测磁性率的判定系数(R2)为0.964 5,预测结果比较理想。为确定BIF的磁性率提供了一种新方法,该方法具有工作强度小、经济、高效、便捷的优点,且对遥感找矿具有一定指导意义。 展开更多
关键词 铁矿 可见光-近红外光谱 光谱指数 磁性率 定量反演
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基于多元回归模型的GB-SAR监测误差改正及形变分析 被引量:1
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作者 毛亚纯 曹旺 +1 位作者 赵占国 徐茂林 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期125-130,共6页
针对基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)露天矿边坡监测原始影像干涉相位误差改正不准确导致形变数据精度偏低的关键问题,以马兰庄露天铁矿GB-SAR原始影像为数据源,对原始影像干涉相位误差来源和分布特征进行了分析.提出了利用三重阈值提取P... 针对基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)露天矿边坡监测原始影像干涉相位误差改正不准确导致形变数据精度偏低的关键问题,以马兰庄露天铁矿GB-SAR原始影像为数据源,对原始影像干涉相位误差来源和分布特征进行了分析.提出了利用三重阈值提取PS点和高质量PS点的方法,并基于高质量PS点相位与像元坐标建立了多元回归模型.依据该模型对PS点进行相位改正以获取准确形变相位和单幅影像形变量,并在时间序列上进行叠加分析.研究结果表明,基于多元回归模型的GB-SAR形变监测误差改正方法可以准确改正GB-SAR形变监测误差,提高了形变监测数据的精度. 展开更多
关键词 露天矿边坡监测 地基合成孔径雷达(GB-SAR) 干涉相位误差 高质量PS点 多元回归模型
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可见、近红外光谱和深度学习CNN-ELM算法的煤炭分类 被引量:12
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作者 LE Ba Tuan 肖冬 +3 位作者 毛亚纯 宋亮 何大阔 刘善军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2107-2112,共6页
煤是工业的主要能源,煤的品质对工业和环境起决定性作用。在使用煤的过程中,如果不能准确确定煤的品种,有可能对生产效率、环境污染、经济损失等会造成重大的影响。传统的煤分类,主要依靠人工方法和化学分析方法,这些方法的缺点是高成... 煤是工业的主要能源,煤的品质对工业和环境起决定性作用。在使用煤的过程中,如果不能准确确定煤的品种,有可能对生产效率、环境污染、经济损失等会造成重大的影响。传统的煤分类,主要依靠人工方法和化学分析方法,这些方法的缺点是高成本和耗费时间。如何快速准确确定煤的品质很重要。因此,提出深度学习、极限学习机-ELM算法和可见、红外光谱联合建立煤矿分类模型。首先,从抚顺、伊敏和河南夹津口煤矿区采取不同煤样品,并使用美国Spectra Vista公司的SVC HR-1024地物光谱仪测得光谱数据。然后利用深度学习的卷积神经网络-CNN提取光谱特征,并采用ELM算法对光谱数据建立分类模型。最后,为进一步提高分类精度,引入粒子群算法。通过全新定义惯性权重和加速系数的取值范围来改进粒子群算法,并使用改进粒子群算法优化CNN-ELM网络。实验结果表明,和PCA特征提取方法比较,CNN网络能够更好的提取光谱特征,CNN-ELM分类模型有良好的分类效果;改进ELM分类模型的分类精度高于基础ELM和SVM分类模型。与传统的化学分析方法和人工方法相比,此方法在经济、速度、准确性方面均具有无可比的优势。 展开更多
关键词 可见、近红外光谱 卷积神经网络 粒子群 极限学习机
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基于多轨道SBAS方法的露天矿高陡边坡形变监测 被引量:8
12
作者 魏恋欢 封秋月 +1 位作者 毛亚纯 刘善军 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1445-1451,共7页
面向深凹露天矿形变监测,利用三组Sentinel-1数据对鞍钢集团大孤山铁矿进行小基线子集分析,研究了一种基于地形特征的坡向位移求解方法,将三组卫星视线(line of sight,LOS)方向形变转换为坡向位移.三组监测结果均与实测数据存在较高一致... 面向深凹露天矿形变监测,利用三组Sentinel-1数据对鞍钢集团大孤山铁矿进行小基线子集分析,研究了一种基于地形特征的坡向位移求解方法,将三组卫星视线(line of sight,LOS)方向形变转换为坡向位移.三组监测结果均与实测数据存在较高一致性,且与矿区降水量变化存在相关性.大孤山铁矿矿坑的形变区域主要集中在西北帮.研究表明:岩体结构、岩性与降水是影响露天矿坑边坡稳定性的主要因素.多轨道小基线子集法可作为常规监测手段来监测深凹露天矿潜在的形变,为防灾减灾、安全生产提供技术支持与依据. 展开更多
关键词 露天矿 高陡边坡 形变监测 小基线子集法 时序InSAR
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鞍山式铁矿SiO_2含量的热红外光谱分析方法 被引量:7
13
作者 王东 刘善军 +2 位作者 毛亚纯 王岳 李天子 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期2101-2106,共6页
SiO_2含量是铁矿石质量控制的主要技术指标,亦是衡量铁矿石品质好坏的关键指标之一,对选矿方法、配矿流程的确定具有重要意义。传统的SiO_2含量测定法虽然准确度高,但工作量大,操作繁琐,花费时间长,难以快速、高效确定铁矿石中SiO_2含... SiO_2含量是铁矿石质量控制的主要技术指标,亦是衡量铁矿石品质好坏的关键指标之一,对选矿方法、配矿流程的确定具有重要意义。传统的SiO_2含量测定法虽然准确度高,但工作量大,操作繁琐,花费时间长,难以快速、高效确定铁矿石中SiO_2含量。采用红外光谱辐射计Turbo FT对辽宁省鞍钢集团鞍千矿业有限责任公司的"鞍山式"铁矿样品进行热红外光谱测试,分析了光谱特征,构建了比值指数(RI)、差值指数(DI)和归一化指数(NDI),并确定光谱指数与样品SiO_2含量相关性最显著的敏感波段及对应的相关系数值;优选出与样品SiO_2含量相关性最显著的归一化指数(NDI),构建样品SiO_2含量的定量反演模型,并进行了验证。结果表明,三种光谱指数与样品SiO_2含量的敏感波段均位于余辉带特征(RF)的左边界8.06与8.2μm处,相关系数均达到0.9以上,其中NDI与样品SiO_2含量的相关性最高;基于NDI构建了实验样品SiO_2含量的二次函数反演模型,预测误差为3.57%。该方法相对于传统的研磨化验法,具有工作强度小、便捷、快速、高效、无污染的优点,对遥感找矿也具有一定指导意义。 展开更多
关键词 铁矿 热红外 光谱指数 SIO2含量 定量反演
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地表枯枝落叶层影响下的土壤混合光谱特征及解混方法研究 被引量:2
14
作者 赵伟 包妮沙 +2 位作者 刘善军 毛亚纯 肖冬 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2188-2193,共6页
针对草原土壤属性高光谱监测过程中地表枯落物对土壤光谱建模精度的影响。以呼伦贝尔典型草原土壤光谱为研究对象,通过室内模拟光谱实验及野外光谱实测验证,分析混合光谱特征,揭示枯枝落叶层对土壤光谱影响的规律,提出了基于光谱相似值... 针对草原土壤属性高光谱监测过程中地表枯落物对土壤光谱建模精度的影响。以呼伦贝尔典型草原土壤光谱为研究对象,通过室内模拟光谱实验及野外光谱实测验证,分析混合光谱特征,揭示枯枝落叶层对土壤光谱影响的规律,提出了基于光谱相似值约束下的盲源分离ICA算法,对混合光谱进行解混,削减枯枝落叶层对土壤光谱的影响。结果表明,(1)随枯枝落叶盖度增加,光谱纤维素吸收指数(CAI)增加,呈二次回归递增趋势,可有效检验混合光谱中枯枝落叶的覆盖程度;(2)混合光谱在700 nm跃迁波段有明显的斜率陡增现象,并在1 680及1 754 nm处存在微弱的木质素吸收特征,在2 100 nm附近处出现强吸收特征;(3)优化后的BSS-ICA算法可有效分离枯枝落叶同土壤的混合光谱,进而提升野外光谱估测有机碳含量的精度,分别利用偏最小二乘回归(PLSR)、支持向量机(SVM)及随机森林(RF)对解混前后光谱建立预测有机碳预测模型;其中SVM模型预测精度最高,预测集的R^2从0.71提高到0.75, RMSE从4.82 g·kg^-1降低到4.50 g·kg^-1。通过实验研究对定向去除外部环境参数中的地表枯枝落叶层对土壤高光谱影响进行了实证,并通过野外实测数据验证解混算法的有效性,为完善野外原位光谱数据反演及监测土壤理化属性提供理论依据。 展开更多
关键词 土壤 地表枯枝落叶 盲源分离 混合光谱
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径向基神经网络的苏打盐碱地重金属定量反演 被引量:2
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作者 付艳华 刘晶 +3 位作者 毛亚纯 曹旺 黄家其 赵占国 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1595-1600,共6页
土壤是自然生态系统的重要组成部分,是人类赖以生存和农业生产的重要物质基础。随着社会经济高速发展,高强度的工农业生产活动导致重金属等各种污染物通过大气沉降、污水灌溉等途径进入土壤,并在土壤中不断富集造成土壤盐渍化和土壤重... 土壤是自然生态系统的重要组成部分,是人类赖以生存和农业生产的重要物质基础。随着社会经济高速发展,高强度的工农业生产活动导致重金属等各种污染物通过大气沉降、污水灌溉等途径进入土壤,并在土壤中不断富集造成土壤盐渍化和土壤重金属污染,两者是导致全球荒漠化和土壤退化的主要诱因。然而中国的耕地非常有限,粮食安全尤为重要。因此,如何快速、准确地大面积反演盐碱地的重金属含量是保障粮食安全的重要研究课题。针对上述关键问题,以吉林省镇赉县盐碱地为研究对象,建立了盐碱地重金属元素锰(Mn)、钴(Co)和铁(Fe)含量与土壤可见光-近红外光谱数据的定量反演模型。首先对原始光谱数据分别进行了Savitzky-Golay平滑、多元散射校正、连续统去除变换处理;然后基于预处理后的光谱数据构建了比值(RI)、差值(DI)和归一化(NDI)三种光谱指数,通过光谱指数与重金属含量的相关性分析确定模型训练样本,利用径向基神经网络算法进行建模并反演盐碱地重金属含量;最后通过相关系数等梯度循环建模的精度分析方法确定了光谱指数与锰、钴和铁含量相关性显著的敏感波段组合,建立了基于径向基神经网络算法的盐碱地重金属含量最优反演模型。研究结果表明,Mn选取相关系数r>0.70,Co选取相关系数r>0.80,Fe选取相关系数r>0.80,并选取敏感指数组合分别为108组、690组和31组,基于上述显著敏感指数组合建立的Mn,Co和Fe最优反演模型R^(2)分别为0.7034,0.8976和0.8484,均方根误差RMSE分别为53.0073,1.0592和0.3634,平均相对精度达到88.64%,90.36%和91.78%。该研究对盐碱地重金属含量的准确、快速分析提供了一种有效的方法,对实现土壤重金属污染治理具有重要的现实意义。 展开更多
关键词 苏打盐碱地 可见光-近红外光谱 光谱指数 重金属含量 反演模型
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品位对鞍山式铁矿反射光谱特征的影响研究 被引量:1
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作者 王东 刘善军 +2 位作者 毛亚纯 李恒宇 祁玉馨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期3193-3198,共6页
矿物与岩石的可见光-近红外光谱特性与内在理化特性紧密相关,岩矿反射光谱的决定因素是其成分及含量。为明确鞍山式铁矿反射光谱与铁品位之间的关系,采用SVC HR-1024便携式地物光谱仪对不同品位的鞍山式铁矿进行光谱测试,分析铁品位对... 矿物与岩石的可见光-近红外光谱特性与内在理化特性紧密相关,岩矿反射光谱的决定因素是其成分及含量。为明确鞍山式铁矿反射光谱与铁品位之间的关系,采用SVC HR-1024便携式地物光谱仪对不同品位的鞍山式铁矿进行光谱测试,分析铁品位对试样反射光谱的影响规律,明确试样铁品位与反射光谱相关性较显著的敏感波段,并基于此建立铁品位定量反演模型。结果表明,铁品位对赤铁矿、磁铁矿反射光谱的影响规律不尽一致,赤铁矿铁品位的变化不仅会影响试样反射光谱的高低,还会影响试样反射光谱的形态;而磁铁矿铁品位的变化不会影响试样反射光谱的形态,仅会对试样反射光谱的高低产生影响。赤铁矿铁品位在不同的波段处对试样反射光谱影响规律不尽一致,在350~1000 nm波段,试样反射率大小对铁品位反应敏感,该波段光谱反射率与赤铁矿铁品位呈现显著线性负相关关系;在1000~1250 nm波段,反射光谱的斜率对铁品位反应敏感,二者呈现显著线性正相关关系;而在1250~2500 nm波段,试样反射光谱受铁品位影响较微弱。对磁铁矿铁品位与其反射光谱之间的关系进行定量分析,发现铁品位与反射率呈现显著指数函数负相关关系,且这种关系在350~2500 nm波段近乎一致。然后,基于铁品位与赤铁矿、磁铁矿试样反射光谱之间的定量关系,分别建立了赤铁矿、磁铁矿铁品位定量反演模型,并对模型进行了验证。结果表明,模型预测的铁品位绝对误差均小于1%,结果比较理想。该研究揭示了鞍山式铁矿品位对反射光谱的影响规律,并建立了铁品位定量反演模型,为应用光谱分析技术进行铁品位的定量反演提供了新方法。 展开更多
关键词 鞍山式铁矿 铁品位 可见光-近红外光谱 定量反演
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Opencast to underground iron ore mining method 被引量:6
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作者 FAN Xiao-ming REN Feng-yu +1 位作者 XIAO Dong mao ya-chun 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2018年第7期1813-1824,共12页
At the end of the open-pit mining process in large metal mines, the mining model must change from open-pit mining to underground mining, but the mutual interference between the two mining models leads to poor producti... At the end of the open-pit mining process in large metal mines, the mining model must change from open-pit mining to underground mining, but the mutual interference between the two mining models leads to poor production safety conditions and difficulties in production convergence during the transition period. To solve these technical problems of poor production safety conditions and difficulties in production convergence during the transition period, in this study, based on the case of the Dagu Mountain Mine, a new transition mode of wedge switching for collaborative mining is proposed and established, which is suitable for collaborative mining. This new mining process completely eliminates the boundary pillar and the artificial covering layer, combining the technology of the mining-induced caving method and the technology of deep mining at the bottom of the open-pit. The results show that 1) the optimization of the open-pit boundary reduces the amount of rock stripping, and 2) it achieves a stable transition of collaborative mining capacity. The study shows that the proposed method uses the technologies of the mining-induced caving method in underground mining and deep mining at the bottom of the open pit in open-pit mining, and the method then optimizes the open-pit mining in detail by comparing the advantages of open-pit mining and underground mining. This study provides true and accurate technical support for the transition from open-pit mining to underground mining. 展开更多
关键词 opencast-to-underground mining transition mode wedge-shaped transition mode
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基于Na_(2)S_(2)O_(8)法制备的锌银电池AgO正极的性能研究
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作者 乐士儒 毛雅春 +2 位作者 袁再芳 迟大钊 朱敏 《辽宁大学学报(自然科学版)》 CAS 2022年第4期364-369,共6页
锌银电池中AgO正极的稳定性是影响其贮备寿命的关键因素.本文比较了Na_(2)S_(2)O_(8)法制备的AgO和某厂制备的AgO两种正极材料,发现两种正极材料颗粒尺寸都不均匀,且都含有Ag_(2)O,但某厂制备的AgO中还含有Ag_(2)CO_(3).Na_(2)S_(2)O_(8... 锌银电池中AgO正极的稳定性是影响其贮备寿命的关键因素.本文比较了Na_(2)S_(2)O_(8)法制备的AgO和某厂制备的AgO两种正极材料,发现两种正极材料颗粒尺寸都不均匀,且都含有Ag_(2)O,但某厂制备的AgO中还含有Ag_(2)CO_(3).Na_(2)S_(2)O_(8)法制备的AgO放电比容量比某厂制备的AgO高大约50%,原因在于用Na_(2)S_(2)O_(8)制备的正极材料AgO中质量分数88.17%,而某厂制备的AgO质量分数仅为65.82%.用热重曲线分析法研究发现Na_(2)S_(2)O_(8)制备的AgO的两个阶段的分解活化能均较高,热稳定性更好,可能是因为AgO的结晶度更高. 展开更多
关键词 锌银电池 AgO正极 热稳定性
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