山西省矿区形变监测与沉陷区提取

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhf1985
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
煤炭作为我国国民经济的命脉,不得不对煤炭进行大量开采,煤炭开采造成的矿区地下空洞,严重破坏了原有的地下岩体应力平衡。矿区地表沉陷作为矿区地质灾害之主要的表现之一,严重危害当地的自然环境和人们的生产和生活。因此对矿区沉陷区进行形变监测显得尤为重要,特别是对于山西省这样的煤炭大省,获取山西省全省的矿区沉陷区形变数据有着重要的意义。传统的测量方法早已不能满足矿区沉陷区的大量级、大范围的形变监测效率和精度,具有全天候、高精度等优势的雷达干涉测量技术现在广泛应用于矿区沉陷区监测。但是由于矿区形变量级大、形变过程为非线性和时空不连续等问题,为InSAR监测技术带来了重重困难,应充分结合多种InSAR技术,如DInSAR技术、SBAS-InSAR技术、PS-InSAR技术等,对不同方法监测结果进行综合性分析,可以发挥不同监测技术优势,更加快速、全面的获取山西省矿区沉陷区形变监测结果。矿区所处的地理环境复杂多变,InSAR监测所得结果往往掺杂着大量的噪声,降低结果的精度,难以有效的获取沉陷边界。深度学习方法可以学习到样本图像内在特征并保存为外部特征模型,并基于该特征模型应用于同类型样本图像进行特征提取,可以高效的对图像进行识别或分类。本文尝试使用深度学习的方法对InSAR监测结果进行的沉陷区边界提取,并基于阈值分割法对提取结果作对比分析,取得了一定的效果。本文所做的工作内容如下:(1)本文利用2017年3月至2020年12月期间获取覆盖山西省全域3个不同轨道的Sentinel-1SAR影像数据,结合D-InSAR技术和SBAS-InSAR技术对山西省全域进行地表形变监测研究,得到了山西省地表形变监测结果图,基于InSAR地表形变监测结果,粗略划定出2410处地表形变区域,总形变面积为3742.79km2,结合形变特征和现有的地质资料对形变进行分类,其中城市地面沉降为5处,面积约为45.67km2,占总形变面积的12.17%,其余均为矿区开采引起的地表形变。结果表明,在山西省的11个行政市中,矿区沉陷区面积最大为吕梁市,沉陷面积为854.75 km2,沉陷面积占全市总面积比例最高的是阳泉市,沉陷区面积占比为4.7%,运城市是沉陷区面积最小的市,沉陷区面积和沉陷区面积占比分别为68.27 km2和0.48%。(2)为了分析沉陷区的形变特征,分别采用SBAS-InSAR技术和PS-InSAR技术对山西省矿区进行重点监测,并对数据处理过程的流程和参数进行了详细的阐述。在SBAS-InSAR技术监测结果中选择了大同矿区一处典型的沉陷区进行了剖面分析,沿剖线选取了三个特征点进行时序分析,并结合PS-InSAR技术监测结果进行交叉验证。(3)基于大同矿区InSAR监测地表形变速率结果,分别采用阈值分割法和深度学习的方法对沉陷区进行边界提取。阈值分割法操作简单,但是易受噪声影响,所得结果存在较多误差像元;深度学习方法可实现沉陷区自动化提取,但前期需要制作大量样本并选择合适的网络模型进行训练才能真正的实现高精度识别,所得识别结果精度远高于前者。
其他文献
随着我国工程建设进程的不断加快,在维修、拆除废旧建筑物和建设新建筑的过程中会产生大量建筑垃圾,造成严重的环境污染和生态失衡。再生混凝土在实际工程中的应用解决了这一问题,实现了废旧建筑物的循环再利用。但再生骨料存在诸多天然缺陷,导致再生混凝土性能不如天然骨料混凝土。因此,如何有效提高再生混凝土综合性能,亟待进一步研究,以期为大规模工程应用提供科学依据。振动搅拌作为一种全新的搅拌技术,它能使混合料产生
学位
自然状态下,水和岩石之间会发生诸如物理作用、化学作用和力学作用等三个方面的反应,这些作用会导致岩石的性质发生改变,进而导致岩体工程特性发生劣化,最终引起工程建筑物失稳。白云岩作为秦巴山区常见基岩体,受长时间静态化学溶蚀作用,Ca2+和Mg2+溶出导致岩石质量亏损,使其微观结构发生改变,宏观力学性能亦会发生劣化。基于此,本文选择秦巴山区山阳“8.12”滑坡白云岩为研究对象,配制酸性(HCl溶液、p
学位
我国农业农村发展进入新的阶段,加快推进农业区域合作化发展是我国政府在科学把握现代化建设规律和农业发展阶段基础上做出的重要战略考量。城市群作为创新要素较聚集、人口密度较高、产业竞争力较强、经济效率较优的新区域,如何强化城市群内部的农业资源优化配置,是实现农业区域合作化发展的关键课题。关中平原城市群是我国西部城市群建设的先驱,明晰关中平原城市群农业发展现状与区域联系密切性,对于帮助关中平原城市群实现农
学位
随着汽车轻量化要求越来越高,拓扑优化方法得到了广泛应用,但是也常常带来设计出的结构难以制造的问题,而混合增减制造技术可以有效解决这一问题。因此,拓扑优化设计和混合增减制造的集成具有广阔的应用前景。加工成本是制造过程的重要考虑因素,考虑制造成本的拓扑优化设计正成为研究热点。本文主要研究混合增减制造和拓扑优化设计的集成,并提出一种兼顾制造约束和成本计算的拓扑优化方法,具体研究内容如下:首先,提出一种考
学位
地球重力场是地球物质分布与内部复杂运动的综合反映,其高精度时变信息用于研究地下水变化、地震、冰川融化等。随着我国重力卫星发射,其精度和分辨率将得到长足发展,对于地球相关学科发展及人类的生活与生产具有重要意义。重力卫星是时变重力场重要测量手段。GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力卫星自2002年发射以来,大大提升了人们对重力场时变信息获取精
学位
交通安全与人民群众的生命财产息息相关,长大下坡是道路交通安全中一个主要的安全风险影响因素。目前国内外关于道路运行风险预警研究正逐步向智能化、系统化方向发展,但是针对长大下坡有效的风险预警和管控尚无可行的方案。长大下坡交通管控的核心是交通分布预测,为此,本文利用深度学习的方法研究断面交通分布预测方法,并基于预测完成长大下坡交通管控系统的设计。具体工作包括:论文首先在详细分析长大下坡安全影响因素、交通
学位
膨胀土是一种对环境温度和湿度变化敏感的粘性土,其湿胀干缩特性对膨胀土地区的公路建设带来极大困扰。本文以汉中洋县地区膨胀土为研究对象,以粉煤灰和剑麻纤维为改良剂,采用宏观与微观角度相结合的方式,针对性地进行了系统的膨胀土改良试验。其中,宏观角度探究了单掺粉煤灰以及粉煤灰和剑麻纤维混合作用对膨胀土的抗压、抗剪、抗拉强度以及胀缩特性和压缩性的影响;微观角度通过X射线衍射试验和电镜扫描试验研究了膨胀土的矿
学位
足式机器人具有良好的动态性能和环境适应性,已引起国内外研究人员的广泛关注。目前,国内的足式机器人主要集中在轻量级功率输出方面,在此开展重载机器人用液压弹性执行器在非结构环境中的应用研究,旨在实现变系统参数下重载串联弹性执行器(SEA)末端和环境间力位的快速追踪性和高精度控制,保证重载SEA在变系统参数下具有良好的动态性能和环境适应性。研究内容包括:(1)对重载SEA力位控制系统进行总体结构及液压驱
学位
学位
多次地震灾害表明,现存老旧建筑抗震性能差,在地震作用下受损严重,造成严重的财产损失和人员伤亡。为保障人民生命财产安全,我国开展了老旧钢筋混凝土框架结构加固工作。但是目前针对加固方案的选择仅考虑加固后结构的抗震性能,参考指标比较单一。本文结合抗震性能和经济性能综合考虑选择合适的加固方案,使加固后结构在满足抗震要求的同时,结合结构使用年限,比较不同加固方案生命周期经济成本,为混凝土框架结构加固方案的选
学位