西部黄土高原矿区采煤沉陷多源遥感监测技术进展与展望

TD171; 西部黄土覆盖区是我国重要的煤炭生产基地,地貌及地质采矿条件复杂,黄土层厚度巨大,开采沉陷具有不同于其它矿区的特殊性,地表下沉速度大,起动距偏小,采动裂缝等非连续破坏更为严重,地表沉陷盆地形状和沉陷变形分布特征更为复杂多变.在当前技术条件下开展地表沉陷的高效监测和定量评价仍面临一定困难.近年来,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、无人机摄影测量(UAV photogrammetry)、激光雷达(LiDAR)等多源遥感技术迅速发展,其具备的非接触式观测、大范围覆盖、高时空分辨率等特点,能够实现地表沉陷连续性、动态性和全面性监测,通过多源观测数据的融合处理,可为西部矿区开采沉陷高效监测...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 51; no. 12; pp. 9 - 26
Main Authors 汤伏全, 杨倩
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 国土资源部煤炭资源开发与综合利用重点实验室,陕西西安 710021%西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安 710054 2023
西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安 710054
Subjects
multi-source data fusion
surface subsidence
remote sensing monitoring
黄土高原
western coal mining area
地表沉陷
多源数据融合
遥感监测
西部煤矿区
Loess Plateau
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ISSN0253-2336
DOI10.12438/cst.2023-1113

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Summary:TD171; 西部黄土覆盖区是我国重要的煤炭生产基地,地貌及地质采矿条件复杂,黄土层厚度巨大,开采沉陷具有不同于其它矿区的特殊性,地表下沉速度大,起动距偏小,采动裂缝等非连续破坏更为严重,地表沉陷盆地形状和沉陷变形分布特征更为复杂多变.在当前技术条件下开展地表沉陷的高效监测和定量评价仍面临一定困难.近年来,合成孔径雷达干涉测量(InSAR)、无人机摄影测量(UAV photogrammetry)、激光雷达(LiDAR)等多源遥感技术迅速发展,其具备的非接触式观测、大范围覆盖、高时空分辨率等特点,能够实现地表沉陷连续性、动态性和全面性监测,通过多源观测数据的融合处理,可为西部矿区开采沉陷高效监测提供新的技术途径.综述了多源遥感技术在矿区沉陷监测中的应用进展;通过现场试验探索了InSAR、UAV photogrammetry、LiDAR用于黄土高原矿区沉陷监测的实际效果,发现在地貌复杂、地形起伏和植被覆盖及地表大梯度形变条件下,In-SAR干涉失相关和大气延迟等各种误差过大;无人机航测影像构建的三维模型受植被和地形影响导致地面模型的高程精度不足;无人机激光扫描受地形坡度、点云密度和地表点水平移动的综合影响导致显著的DEM模型误差,因而当前条件下多源遥感技术均存在各自的优势、局限性和技术瓶颈.在此基础上,提出了黄土沟壑区地面点云提取及地表三维变形信息获取的算法流程;指出了基于多源遥感数据融合实现矿区沉陷三维位移精准、高效监测的技术路径;展望了构建矿区沉陷多源遥感监测智能化体系的应用前景.
ISSN:0253-2336
DOI:10.12438/cst.2023-1113