Online SAR地质灾害监测和预警系统关键技术及应用研究

圆弧合成孔径雷达(ArcSAR)是一种新兴的地基SAR,相比直线扫描的地基SAR具有更大的成像视场,在地灾监测领域有广泛的应用前景。文中介绍了Online SAR地质灾害监测和预警系统关键技术,通过模拟实验测试了系统的监测精度,对系统在露天矿山边坡监测等方面的应用效果进行了阐述。结果表明:系统形变监测精度优于0.1mm,能够全天时、全天候、远距离、高精度地对大范围的监测区域实施连续监测,满足矿山高陡边坡地质灾害远程在线监测的要求。

面向智慧矿山的无人机自动巡检系统研究

传统的人工巡检方式存在效率低、风险大等问题,无人机具有覆盖范围广、机动性强、成本低等特点,可大大提升矿山安全巡检效率。设计了一款基于无人机的自动巡检系统,由无人机系统、自动起降平台、远程监控中心等组成。试验表明,该系统能够高效率完成复杂环境下对矿山山体、地表、重要危险源等的巡检作业;对巡检现场进行精细化三维重建,并通过AI智能化生成预警报告,实现矿山安全自动巡查、识别、三维重建和快速预警,为防灾救灾提供可靠数据。

圆弧式扫描雷达在矿山边坡形变监测中的应用

地基合成孔径形变监测雷达可以应用于大范围、高精度、全天候的微形变监测,目前已广泛应用于大坝、高陡边坡、尾矿坝、自然山体等建构筑物的形变监测中。为此,文章首先简要介绍了形变监测雷达常见的3种类型和其代表产品,然后阐述了圆弧式合成孔径雷达的基本原理及其几何结构,并介绍了国产圆弧式合成孔径雷达Online SAR在某露天铜矿采场边坡形变监测中的应用,最后根据监测数据对边坡形变进行分析,验证了形变监测的有效性。

基于无人机倾斜摄影的排泥库土工布中心线提取方法

土工布是排泥库表面覆盖的防渗材料,能够在排除水分的同时阻止泥浆泄漏。识别土工布中心线可用于计算土工布高度、在高度过低时进行预警,对防范泥浆泄漏事故发生具有重要意义。基于无人机倾斜摄影获得的彩色三维点云,通过颜色特征和高程特征识别土工布点云、采用形态学算法和改进Zhang-Suen算法提取土工布中心线。以广西某铝矿排泥库为例进行实验,实验结果表明所提出的方法能够有效提取土工布中心线,具有一定的推广应用价值。

国产圆弧式合成孔径雷达系统精度测试研究

地基合成孔径雷达形变监测技术可以应用到高精度、大范围的微形变监测中。本文介绍了形变监测雷达常用的3种体制及代表产品,阐述了Online SAR圆弧式合成孔径雷达的几何结构和基本原理,并在某石灰石矿矿坑进行了精度验证试验。试验表明,该圆弧形变监测雷达测量精度可以达到亚毫米级,验证了其在微形变监测应用中的可行性。

圆弧式地基雷达在某露天矿山的应用

针对露天矿山开采面传统监测手段需在监测面布设设备,且不能实现全面监测的缺陷,结合圆弧式地基雷达具有监测面广、监测频率高、监测精度高、耐候性好等优点,采用圆弧式地基雷达对采场边坡进行验证试验。简述了该雷达系统的工作原理,并将该雷达系统在某矿山的采场边坡进行了应用试验,并对试验结果进行了分析。结果表明:该雷达系统能准确有效地反映矿山采场的边坡变形情况。

基于LoRa与北斗短报文通信的监测系统

针对边远地区通信不畅、无法将地质灾害监测信息及时外发的难题,结合LoRa无线通信技术和北斗短报文技术的优势,对系统感知层内部通过LoRa实现各个单元间的信息交互。为弥补北斗短报文通信技术信息发送量少的弊端,采用感知端进行终端分析解算,将关键的异常和报警信息编辑成简短报文,外部通信采用北斗短报文通信技术。这种方式能有效地解决边远地区在线监测系统的关键数据的传输问题。

复杂采空区群全方位一体化三维测量

传统的测量技术如全站仪、地质钻探、高密度电阻率法等无法对采空区和地下巷道进行快速、准确的测量,不能满足设计改造需求。通过结合无人机倾斜摄影、固定式三维激光扫描、钻孔三维扫描等先进技术,能够快速对采空区群地表和地下进行信息采集以及一体化三维建模。以长沙市某石灰石矿采空区为例,设计无人机和三维激光扫描的全方位一体化测量方案,建立采空区群的一体化三维模型满足后续设计应用,实践表明本方法能够对矿山采空区进行快速、精准探测,具有很好的推广应用价值,可为相关从业者提供应用参考。

三维激光扫描仪在河道带状地形测量中的应用

河道规划建设需要高精度的基础测绘数据,针对地形复杂的区域,全站仪、GNSS-RTK等传统方法施测难度低、效率低、危险性高;而植被茂盛,电磁信号弱,使得无人机摄影测量与无人机机载激光雷达等监测方式又无法保证测量精度。为取得高精度地形数据,将三维激光扫描技术应用于河道带状地形图测绘中,并通过工程实例进行应用说明。介绍了外业作业流程与内页数据处理方法,再通过对地形图成果的精度评定,表明三维激光扫描技术能够满足复杂地形中大比例尺地形图测绘的精度要求,在带状地形测量中具有很好的应用前景,为复杂地形的河道带状地形图测绘提供了新的工程案例。

基于公交车载数据的站点停靠精度分析

为研究公交车在公交站点的停靠精度,使用深圳市公交车载的GPS(Global Positioning System)轨迹数据和AFC(auto fare collection)刷卡数据进行分析,先采用加速度和时间语义特征提取公交车到站停靠位置,再通过密度聚类算法(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise,DBSCAN)和凸包算法估计公交车多天到站停靠位置区域,根据公交车在各个公交站点的停靠位置区域面积与标准停车位面积的比值对公交车在每个站点的停靠规范性进行评分。结果表明,本文提出的公交车停靠精度分析方法能够有效识别公交车到站停靠点,识别正确率为87.58%。通过对深圳公交到站停靠精度进行分析,可以发现只有33.58%的到站停靠位置规范,说明公交车到站停靠不规范的现象经常发生,为公交运营公司开展针对性监督与整改提供大数据支持。

圆弧式合成孔径雷达的精度测试试验

针对地质灾害传统监测手段需在监测面布设设备,且不能弥补全面监测的缺陷。圆弧式合成孔径雷达具有监测面广、监测频率高、监测精度高、耐候性好等优点,是一种更能满足地质灾害全面在线监测的可靠设备。为确认该设备的具体效果和精度,采用一种带千分尺的可移动角反射器对一款圆弧式合成孔径雷达进行了测试。测试结果表明该款雷达在恶劣天气环境下能实现全面域的地质灾害监测,且监测频次高、监测精度高,是一个更加全面有效的地质灾害在线监测手段。