多模型融合的矿区地表沉降预测方法及适用性

为消除BP神经网络模型对矿区地表沉降预测精度有限且不够稳定的问题,以某矿区为例,选定弹性模量、泊松比、内聚力等9种影响矿区地表沉降的因素和最大下沉值作为初始样本数据,使用卡尔曼滤波(KF)优化BP神经网络,再将构建的KF-BP模型视作自适应增强(AdaBoost)算法中的弱预测器,通过最终权重分布将各弱预测器加权组合成强预测器。运用MATLAB建立BP神经网络模型、KF-BP模型、AdaBoost-BP模型和AdaBoost-KF-BP模型分别对矿区实际沉降监测数据进行训练和预测,结果表明,AdaBoost-KF-BP模型的稳定性最高,其精度相较于其他模型有明显提升。

InSAR与概率积分法联合的矿区地表沉降精细化监测方法

结合InSAR与概率积分法的优势,提出一种InSAR和概率积分法联合进行矿区地表沉降的精细化监测方法.该方法首先计算InSAR时序累积沉降盆地,进而建立判别大梯度形变的约束条件,区分沉降边缘与沉降中心.对于形变较小的沉降边缘,保留InSAR结果,而对于大梯度沉降中心,则结合InSAR与概率积分模型建立矿区工作面的沉降盆地,并通过空间插值,获取地理坐标系下连续的地表沉降信息,最终得到完整的矿区地表沉降结果.论文以山东某矿区为研究区域,采用2016年10月16日—2018年3月4日期间的21景SAR影像和工作面水准实测数据对该方法的可行性和精度进行了验证.结果表明,该方法能够在减少水准监测工作量的前提下,获得与实际情况相吻合的沉降结果,其监测能力明显优于常规InSAR和概率积分法,可有效弥补两种技术单独在矿区地表沉降监测中的不足,获取更为准确、可靠的矿区地表沉降信息.

基于IOWA算子的矿区地表沉降预测组合模型研究

针对传统的加权组合预测模型赋权过程中的缺陷,分析了诱导有序加权平均算子(IOWA)的特点,建立了一种基于诱导有序加权平均算子的GM(1,1)-Verhulst组合预测模型。结合某矿山沉降实测数据进行基于IOWA算子的组合预测,结果表明基于IOWA算子的组合预测模型预测中误差优于传统的加权几何平均组合模型,更优于单项模型预测精度,预测结果能够很好地反映其沉降趋势。

D-InSAR矿区地表沉降监测及时空分析

针对矿区地表沉降问题,该文选取7景覆盖张家口市蔚县矿区的TerraSAR-X影像,对影像进行差分干涉处理获取了6个干涉对,并对沉降比较严重的崔家寨矿区进行了精细化分析,统计了其在各时间段内的沉降量和沉降面积,并生成沉降等值线图,该区域最大沉降量约为380 mm,沉降量级大于50 mm的面积约为3×10^5m^2;采用最邻近时间段的精密水准数据对D-InSAR编码后的沉降图进行了精度验证与分析,二者沉降监测的总体趋势吻合,平均误差为7.09 mm,相关性在0.9以上,并且假设检验表明二者可以表示同一矿区形变场,说明双轨D-InSAR技术可以对矿区沉降进行有效的监测,监测精度可以达到厘米级。结果表明,该研究可为矿区整体规划、灾害预警和开采沉陷治理等提供参考意义。

InSAR技术在矿区沉降监测中的应用研究

介绍了应用InSAR技术监测矿区地表沉降以及地下开采活动的原理;利用重轨差分InSAR技术获得了峰峰矿区地表ENVISAT和JERS 1的雷达形变干涉相位图;分析了在矿区地表沉降过程中ENVISATC波段和JERS 1 L波段形变干涉相位图的相干特性、相位特性以及干涉测量技术在矿区地表沉降监测中应用的可行性和局限性。实验结果表明,利用C波段和L波段雷达数据可以实施对矿区地表沉降的监测,但是C波段雷达受到空间干涉基线的限制更加严格,如果要实现对矿区地表沉降的监测,需要充分利用每个卫星回访时期的雷达数据,建立长时序的星载雷达形变干涉相位图序列,才能较好地实现矿区地表沉降监测。

矿区地表形变监测方法与地表沉陷控制对策

为实现对相关区域位置形变量的有效监控、分析,工作人员在结合相应的监测技术对矿区变形监测的过程中,需要考量矿区实际的地表变形测量需求来选取定向化的测量方式,同时在应对矿区地表沉陷的工作中,矿场需要采取充填开采技术以及覆岩离层注浆技术,分析现有矿产开采的实际条件,选取对应的管控技术,有效的防止矿区土层的沉降。本文简要对矿区地表变形监测方法与地表沉降控制对策进行相应的分析和探讨。

多模式雷达在矿区沉降监测中的应用研究

合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术在地表形变监测方面已得到广泛应用。介绍了将差分InSAR技术运用于矿区地表沉降监测,获得了河北峰峰煤矿地表Envisat/ASAR和ALOS/PALSAR的雷达形变干涉相位图,并对Envisat C波段和ALOS L波段的形变干涉相位图进行了相干特性和相位特性的分析。通过综合考虑C波段和L波段的优势与不足,将两者联合使用,实验表明利用多模式雷达数据对矿区地表沉降进行检测的可行性。同时,通过对雷达干涉相位图的分析,能够及时提供正在进行地下开采活动的矿区地理位置。

一种改进的SAR干涉图综合滤波算法研究

SAR干涉图作为相位信息的载体,其质量直接影响对研究区域形变状况的进一步分析,采取有效的滤波算法能抑制干涉图相位噪声,提高干涉测量精度。在获得的干涉相位图中,由于矿区开采而造成的地表沉降会体现出近环状相位条纹的特征。针对这一特点,对传统的基于梯度的滤波算法做出了改进,并结合Goldstein频域滤波和改进的梯度自适应滤波,提出了一种适用于矿区沉降形成的SAR干涉相位模式滤波方法。选取河北峰峰煤矿的PALSAR干涉相位图作为实验数据,对该滤波方法做出了详细的性能评价和对比。结果表明,采用本文提出的综合滤波方法在显著降低实验区SAR干涉图相位噪声的同时,也很好地保持了相位分辨率,使由于矿区沉降而造成的形变相位环的边缘形态更加清晰。