基于SBAS-InSAR技术的微山县地面沉降监测与分析

以山东省济宁市微山县为研究区,基于小基线集雷达干涉测量技术对12景Sentinel-1A数据进行时序处理,获取微山县境内局部区域2022年11月2日—2023年3月14日的地面沉降监测情况。结果显示,研究区出现多处不均匀沉降,其中有3处区域累计沉降量达83 mm。利用SBAS-InSAR技术可有效监测资源开采诱发的地面沉降,为地面沉降监测治理提供基础数据。

基于观测资料的沉陷盆地主断面曲线拟合

针对现有的开采沉陷预计的剖面函数具有表达式过于复杂,坐标原点、参数在实际使用时较难确定等缺点,研究矩形采空区上方地表沉陷观测数据的特征,提出一种新的开采沉陷预计的主断面拟合函数。这种新的拟合函数表达式简单,在实际工作中容易确定相关参数。某矿山的实测资料验证说明,提出的拟合函数与实测资料吻合程度较高。

相似材料模型变形测量中的数字近景摄影测量监测技术

利用高分辨率数字相机获取模型不同时刻的数字立体影像像对,通过模型上布设的像控点和测点,利用直接线性变换提供的概略初值,由理论严密的自检校光束法平差完成高精度的平差计算及相似材料模型的变形测量.试验表明:该方法可以克服传统模型测量方法的缺点,具有测量精度高、信息容量大、方便易行等优点,可以实现实时观测和以影像方式记录模型破坏形态.

基于似单差法的井筒沉降监测试验与结果分析

为监测地下煤炭开采对某矿工业广场内主、副井筒的影响,布设了由54个监测点和2个基准点组成的监测网。监测网的基准时段测量采用静态GPS相对定位技术和三等几何水准,以此作为沉降监测基础;监测时段外业观测方法与基准时段的相同,但沉降量采用以似单差法为理论的GQuickS软件进行解算,并与几何水准测得的沉降量进行比对分析,结果表明,采用似单差法进行沉降监测可达到三等水准监测的要求。

基于抗差估计的变形监测基准网坐标系统转换

为监测地下煤炭开采对某矿工业广场内主、副井筒的影响,布设了由10个点构成的GPS基准网,从而为由54个监测点构成的井筒监测网提供在矿区坐标系统下的变形分析基准;在求解坐标转换参数时,为克服转换基准点中存在的位移对求参的影响,提出了采用抗差估计理论求参的模型及数据处理流程,并建立转换后GPS网的质量评价模型。根据对GPS基准网的处理结果,采用抗差估计求参,有利于保留GPS技术高精度的特点。

浅埋厚煤层综放开采地表移动规律实测研究

为研究浅埋厚煤层综放开采条件下的地表移动规律,在万利矿区某综放工作面上方建立了地表移动观测站进行观测,通过分析地表移动变形实测数据,得出了该区条件下综放开采的地表移动规律。结果表明:工作面采深小、开采范围大,地表移动和变形值较大,其地表移动盆地的分布特征基本符合概率积分法模型,其综合下沉系数为0.78,主要影响角正切为2.8,拐点偏移距系数为0.14。

大采深巨厚砾岩综放开采地表沉陷规律

以常村煤矿工程地质资料和地表移动观测站资料为依据,详细分析了2113工作面地表终态下沉、动态下沉和终态水平移动的特征,从机理上研究了大采深巨厚砾岩开采条件下地表形变异常的原因.通过走向方向最大下沉点下沉速度的变化规律和工程实测资料,得出了地表形变与井下冲击地压的关系,确定了地表移动与变形的角量参数.结果表明,受关键层的控制,在整个观测过程中,地表始终处于缓慢下沉状态,且在沉降过程中不存在下沉突变点;下沉速度的反弹可以作为冲击地压危险的预报信息,巨厚砾岩层的运动是发生矿震的主要力源之一.

D-InSAR时序开采沉陷观测的干涉策略选优

为了更好地提取开采沉陷形变的动态演化规律,针对开采沉陷D-InSAR时序差分干涉测量,对比分析了二通加外部DEM和三通差分干涉测量4种模式的优缺点.结果表明,对于D-InSAR地表形变信息提取和时序分析,二通加外部DEM的InSAR干涉策略有致命缺陷,三通法差分较优;得出的采用"累积式"和"相邻重访周期式"相结合的干涉策略,可以提高可靠性,结果可以相互验证,是最优干涉策略.

开采沉陷时序预测技术

叙述了时间序列分析的基本理论，分析了矿山开采沉陷观测数据的特点，提出了基于时间序列分析的开采沉陷预计技术，建立了开采沉陷的时序预计模型。用该模型可以对采动地表移动变形进行预测，预测结果分析表明用时间序列分析的方法能够很好的解决开采沉陷的动态预测问题。地表移动变形的相对预测误差在５％左右，与传统的预测方法相比，预测精度可以提高５％～１５％。最后还提出了这一预测方法所存在的问题和今后的解决办法。

三维激光扫描用于开采沉陷监测研究

三维激光扫描是一种新型测量技术,具有高效、实时、高密度等优点。将三维激光扫描用于开采沉陷监测,提出了获取下沉盆地的数据处理方法,并对其精度进行了讨论。通过实例应用,得到了沉陷区的下沉盆地DEM,直观全面地反映了开采沉陷盆地的形态。

摄影测量与金属矿地表移动监测

金属矿山岩层与地表移动有其自身特点。以塌陷为主的剧烈移动，不能用常规的大地测量方法监测移动全过程，只能借助于非接触性的测量手段。摄影测量作为一种三维遥感方法具有独特的优点。作者采用的解析方法具有灵活性和实用性，可在相关矿山中推广应用。文中还简要介绍了两个成功实例。

基于支持向量机的开采沉陷预计参数选取研究

为建立精确度高且具有自学习能力的开采沉陷预计参数选取模型,采用主成分分析方法,对文献中的数据进行预处理,选择累计方差达到96.79%的6个主成分因子和地表下沉系数为输入和输出变量,以径向基(RBF)为核函数,建立了基于支持向量机开采沉陷预计参数选取模型。结果表明,支持向量机模型在训练样本较少的情况下,具有较高的预测精度和较强的泛化能力,平均相对误差和均方根误差值的对比证明了支持向量机模型的预测准确性和预测稳定性更好。

基于SBAS-InSAR技术采动地表沉降监测与分析

为了掌握煤矿开采区域地面沉降情况,包括时序沉降量、沉降速率、时序沉降面积等,利用覆盖郓城县的19幅Sentinel-1 A影像、AUX_POE-ORB精密星厉和SRTM1(空间分辨率为30 m)DEM数据,采用SBAS-InSAR技术从19幅影像数据中提取矿区的沉降速率、时序沉降量和累计沉降量,对沉降漏斗沉降速率的分布情况和沉降发展趋势进行了研究,并在开采工作面方向与水准观测线数据进行量化分析和对比。结果表明:从2016年9月至2017年9月该煤矿区域内存在一个较大的沉降漏斗,通过分析该沉降漏斗的沉降速率,发现2302、1307、1305、1303和4302工作面最大沉降速率分别为353、389、345、273和352 mm/a;通过分析各工作面的时序沉降情况,发现1303和1305工作面北部沉降量在减小,南部沉降量还会增加,而4302、2302和1307工作面还处于活跃期,其沉降还会不断增加;对2302工作面走向方向的时序沉降情况进行了量化分析并与水准监测数据进行对比分析,发现最大中误差为9.25 mm,其精度结果符合《DD2014-11地面沉降干涉雷达数据处理技术规程》中的精度(10 mm)要求,证明SBAS-InSAR技术沉降监测精度可靠。

任意形状工作面拐点移动距求取方法

文章针对传统概率积分法求取拐点移动距只适用于矩形工作面的局限性 ,提出了任意形状工作面求取拐点移动距方法。由于地表移动参数间的相关性 ,任意形状工作面拐点移动距求取方法的提出使得概率积分法其它参数的求取也可适应于任意形状工作面。

厚松散层重复开采地表移动变形特征比较与分析

根据某矿厚松散层、大采深、长工作面、机械化采煤条件下2个初采和1个重复开采工作面观测站实测资料,通过移动变形计算和规律分析,获取了基于概率积分法的地表移动变形预计参数,从地表移动持续时间、下沉状态、地表移动盆地特征、概率积分法参数等方面总结了重复开采与初采时地表移动变形规律的差异,为类似地质采矿条件下的重复开采地表移动变形规律分析提供参考。

基于LiDAR DEM不确定性分析的矿区沉陷信息提取

机载LiDAR系统能够快速获取大面积地表高分辨率、高精度的三维点云数据,可用于矿区沉陷信息提取,但LiDAR数据本身的误差、地表覆被和数据处理等会导致生成DEM中存在一定的不确定性。基于研究区2009、2012年2期机载LiDAR点云数据,在LiDAR DEM精度与不确定性分析的基础上,利用模糊推理方法建立了基于坡度、点云密度和地表粗糙度的误差相关表面,用于差值DEM不确定性的量化与DEM最小变化阈值的探测,采用基于权重滤波窗口的贝叶斯估计判定与修正,较精确地获取了研究区地表形变信息;针对地表侵蚀等导致的地形变化信息,在坡度相关性分析的基础上,通过掩膜去除了非开采沉陷导致的地形变化信息,获取了较为精确的沉陷盆地信息。实验表明该方法适用于大面积开采沉陷监测,能够快速确定沉陷区位置,较准确获取沉陷区的分布范围、面积及体积等信息,为开采沉陷监测提供了一种新的技术手段。

基于融合分布式目标的SBAS方法矿区地表沉降监测

由于煤炭资源的大量开采,地面崩塌面积逐年增加,威胁着人民的生命和财产安全,江苏省沛县的煤炭资源开采活动由来已久,矿区地表沉降现象较为明显,为了监测矿区井田边界内的完整地表形变场,先从形变监测精度和点目标密度2个方面阐述了时序InSAR方法的优势和不足;针对时序InSAR方法无法在非城镇区域获取充足点目标的问题,从同质点选取和相位优化2个方面来阐述了分布式目标的处理方法,同时介绍了联和分布式目标的SBAS方法的数据处理流程,为验证该方法的形变监测结果是否有助于更好地掌握矿区地表长时间序列的地表形变特征,分别采用了融合分布式目标的SBAS方法和普通SBAS方法对2016年10月到2017年4月间的14景Sentinel-1A影像进行了时序处理,获取了沛县张双楼矿区内工作面开采产生的形变场。研究结果表明:融合分布式目标的SBAS方法获取到的点目标密度是普通SBAS方法的4.3倍,有效提高了矿区的点目标密度;2016年10月到2017年4月时间段内,前者和后者监测到的地表沉降分别为-209.3 mm和-202.4 mm,2种方法的监测结果较为接近;综合点目标密度和形变监测结果,融合分布式目标的SBAS方法比普通SBAS方法在监测矿区地表沉降中更具有优势;工作面开采引发的地表下沉有逐步增加的趋势,需要通过时序观测进行预警。

GPS-RTK在山区煤矿测绘与测设中的应用

GPS-RTK实时动态测量技术是一种新兴的矿区测量技术,本文通过对GPS-RTK技术的工作原理和影响GPS-RTK技术定位精度的因素进行分析,探讨GPS-RTK技术在矿山测量中的应用,重点研究GPS-RTK实时动态测量技术在矿区地表移动观测站放样工作中的优势,得出GPS-RTK实时动态测量技术完全能满足矿区地表移动观测站放样的精度要求。

不规则形状地下空间开挖条件下地表沉陷预计方法研究

地下工程施工或地下采矿导致地表沉陷,甚至造成突然坍塌或沿层面滑移等灾害事故。文中根据概率积分法的基本原理,基于褶曲构造地层、任意形状空间开挖条件下地表点在任意方向的移动与变形值预计方法,并顾及复杂地质和开挖等因素,推导出不规则形状地下空间开挖条件下地表移动与变形预计公式。由于地表沉陷预计公式都是不可积重积分式,因此,采用数值积分方法解算这些不能求出原函数的方程式和变积分限问题。

利用三维激光扫描数据求取开采沉陷预计参数研究

三维激光扫描技术是一种新兴的测绘技术,它具有快速、实时、高效等优点,突破了传统测绘手段的局限性,可以直接获取三维坐标,目前正被广泛应用于测绘各个领域。为此,研究三维激光扫描仪数据应用于地表沉陷参数求取问题,针对其特点,利用VB6.0语言,采用模矢法编制了概率积分法求参程序,并将程序应用于实际求参,实践证明,效果较好。