矿山开发状况遥感监测技术的应用

论述了矿山开发状况遥感监测的数据源、技术路线和技术方法,并重点探讨和总结了不同开采方式、不同遥感数据类型的矿山开发状况遥感解译方法,主要结论有:对于露天开采矿山,在高、中分辨率遥感影像上,采用直接解译方法,在低分辨率遥感影像上,采用间接解译方法;对于地下开采矿山,在高分辨率影像上,采用直接解译方法,在中、低分辨率影像上,采用间接解译方法;多期影像对比分析是重要的间接解译方法。最后对应用中存在的问题给出了建议。     

无人机在露天矿开采监管中的应用研究

提出利用无人机低空遥感技术对露天矿资源非法开采活动进行监测监管。选择应用广泛的消费级无人机视频影像作为数据源,采用基于时间采样的关键帧提取算法提取出视频数据的关键帧影像,并剔除飞行平台抖动产生的模糊关键帧,然后在Agisoft Photoscan Pofessionr平台进行二次开发,制作了监管区域高分辨率正射影像图(DOM)和地表三维景观模型,为露天矿非法开采监测监管及执法取证提供了可靠的数据支持,通过实例验证表明了本方法的有效性。     

露天煤矿生态环境遥感监测与评价方法研究——以霍林河一号露天矿为例

本文基于不同空间分辨率、时间分辨率的遥感影像,结合地面踏勘和GIS分析,建立新的露天煤矿开采生态影响评价方法体系.该体系针对不同尺度的评价对象,构建不同监测方法和指标体系.对于排土场等小范围,采用分辨率在2～5m精度的遥感数据监测;对于区域土地利用变化,采用20～30m分辨率的遥感影像,解译后进行空间分析,计算土地转换矩阵;对于区域植被覆盖度,采用NDVI指数建立方程计算;对于区域植被长时序变化,分析LAI长时序动态变化.以霍林河一号露天矿为例研究表明,该体系能较为客观、准确、全面的评价矿区生态的变化特征,弥补了矿区生态很难定量、客观监测和评价的不足,为矿区生态恢复奠定基础.     

基于Aster遥感影像的断裂构造信息及岩性信息提取研究

以研究区现有的地质资料为基础,以ArcGis和ENVI软件为平台,对ASTER数据进行预处理后采用多波段组合分析、滤波等图像增强处理方法,增强遥感影像信息表达。另外利用监督分类方法,对岩石影像单元进行分类,结合目视解译,提取与岩性特征和构造特征相关的地质信息,同时结合野外调查和常规地质资料综合分析,进行遥感地质解译,完成研究区1∶5万遥感解译地质图,建立遥感解译标志。     

草原露采环境影响后评价与环保措施

针对当前国内外草原区露天煤矿开采带来的生态破坏和环境污染问题,以霍林河露天矿为例,采用布设监测点、实地样方调查和遥感影像解译等方法,对矿区环境进行了综合现状监测与评价。结果表明:霍林河露天矿的开采对矿区的大气环境、水环境、声环境和生态环境均带来了不同程度的破坏,其中空气中以SO2和烟尘为主的污染物含量增多,水质污染物超标,采掘场造成的噪音污染最为严重,矿区周边植被类型发生变化。并提出相应污染治理对策和生态保护措施,为今后其他草原露采提供可借鉴的环境监测和环境保护措施。     

基于高分一号数据的矿山遥感监测——以会理多金属矿区为例

利用遥感技术,以会理多金属矿区为研究区,以国产卫星高分一号卫星影像为数据源,探讨了高分一号卫星影像在15万矿山开发遥感监测中的可行性。通过对高分一号遥感图像的几何纠正精度、图像融合质量、遥感解译标志、制图精度进行分析,高分一号影像完全满足15万矿山开发遥感监测的需要。通过利用总结的矿山开采遥感信息提取技术方法和建立的遥感解译标志,快速提取了研究区内矿山分布和开采信息,较全面准确地掌握了区内矿产资源开发现状与矿山环境状态。在监测中使用高分一号卫星影像,既提高15万矿山开发遥感调查的监测频率,也降低了监测成本。     

基于GPS的露天矿边坡位移自动监测技术

高陡边坡的稳定性一直是露天矿开采中倍受关注的重要安全问题之一。本文讨论了露天矿边坡位移传统监测方法的缺陷及新型的基于GPS的自动监测技术所具有的独特优势，介绍了适用于露天矿边坡位移监测的高精度的GPS技术——RTK技术，以及基于GPS的自动监测系统及其实施的基本原则。旨在为相关研究与应用提供有益的借鉴。     

遥感在活动断裂研究中的应用

利用遥感影像,对活断裂进行解译。依据影像特征,建立解译标志,对断裂活动性作出评估。     

地下转露天矿山复杂采空区探测工程实践

在地下转露天矿山开采过程中,露天境界内存在的各种复杂采空区对矿山的安全生产造成严重的威胁。通过现场勘察和文献资料分析总结了各种复杂采空区的组成,并按照其成因、形态等特征因素对其进行合理分类,归纳出规划开采形成的采空区、古代开采和非法盗采形成的采空区、充填不充分或充填体沉降形成的采空区以及二次垮塌形成的采空区4种类型。同时结合工程现场实例介绍了利用GPR法对地下转露天开采矿山境界内典型的浅地表复杂采空区进行探测的原理和技术方法,包括现场数据采集、后期数据一体化实时处理和资料可视化解译分析。结果表明,利用GPR法探测地下转露天开采过程中赋存的复杂采空区方便快捷且探测效果明显,值得在相关领域应用推广。     

遥感技术在土地利用中的应用

本文利用Aster遥感数字图像，建立了彬县煤矸石电厂评价区各土地利用现状类型的遥感影像特征，采用目视解译和人机交互解译相结合的方法，圈定了土地利用现状类型范围，在此基础上，进行土地利用类型面积统计，总结各土地利用现状的空间分布特征，为了科学地评价电厂建设对生态环境的影响提供了基础依据。     

基于深度学习和高分辨率遥感影像的露天矿地物分类方法

随着深度学习技术的发展,对高分辨率影像的分类已成为当前研究的热点,矿区地物分类更是矿区生态发展研究的重要问题。由于深度学习可以通过提取大量的历史影像数据规律及特征,对影像数据进行自动识别与分类,本研究将采用U-Net网络模型开展高分辨率露天矿区地物类型分类研究。采用高分二号遥感影像数据,勾画样本数据集提取样本数据特征,进行分类模型的训练,对矿区测试集进行测试,探讨深度学习在高分遥感影像上的自动识别能力。结果表明,U-Net模型对露天矿区地物识别的精确率（Precision）、召回率（Recall）、F1分数（F1-score）值分别达到0.86、0.82、0.84,均高于最大似然法、随机森林算法和支持向量机。基于深度学习中的U-Net网络模型可以对露天矿区地物类型进行有效的自动识别,可以为高分露天矿区遥感影像数据的地物分类提供技术支撑,有效实现了露天矿各地物自动识别与分类的能力。本文研究成果可以用于AI在露天矿区遥感分类方面的应用以及对矿区生态环境的监测与修复。     

2017—2019年甘肃省露天采矿点土地利用变化探究

近年来我国坚持贯彻生态优先、绿色发展之路,而露天采矿容易引发地表破坏、环境污染等问题,如何对露天采矿实施有效的监测,对于提高矿政管理水平和加强生态环境保护至关重要。本文基于地理国情监测数据、第三次国土调查影像和近期国产卫星影像等多源的数据,采用FME(Feature Manipulate Engine)+ArcGIS的技术架构,形成了一种大范围、多矿点的快速监测露天采矿点的方法,对2017—2019年甘肃省露天采矿点土地利用变化情况进行了监测。研究结果显示该方法能够实现变化露天矿点的快速定位,提取相应的地表覆盖图斑,并根据地表覆盖的变化反映出露天矿点的土地利用变化状况,结合不同期的遥感影像直观、全面地展示变化情况。此方法可为矿山的监督管理和绿色可持续发展提供技术支撑。     

基于高分辨率遥感影像的江苏省矿产开发状况监测

为了充分发挥遥感技术在矿产资源开发、矿业秩序维护及矿山环境整治等方面的技术优势,以多平台中高分辨率遥感数据为信息源,首先采用几何配准、影像融合等多种技术对遥感影像进行预处理,然后建立了各种矿山地物解译标志,最后按照“由已知到未知、先易后难、逐步解译”的原则,因地制宜地采用多种人机交互信息提取方法,对2016年江苏省矿产资源开发状况进行了监测分析。通过监测结果综合分析和野外验证,获得了矿山开采图斑共计341处,其中,疑似违法开采图斑78处,疑似违法开采图斑包括疑似越界开采和疑似无证开采2类,数量分别为19处和59处。根据上述验证结果,对开采图斑的时空分布规律和动态变化特征进行了分析,可为该省矿政管理、国土空间用途管制工作提供可靠依据。     

露天矿土地复垦考核评价方法及应用

露天矿土地复垦是矿区生态治理的重要内容,也是国家煤炭行业生态文明建设的重要组成部分。研究提出露天矿土地复垦指数,用来表征露天矿土地复垦评价效果,采用层次分析法,确定各指标权重,构建了露天矿土地复垦综合评价指标体系及考核评价方法,并提出了考核级别划分标准。采用上述考评体系和方法,选取某大型煤炭央企所属的典型露天煤矿,收集整理2014年度土地复垦遥感监测、生态修复和治理等基础数据,评价各露天矿年度土地复垦效果,验证了本考核评价方法的可行性。     

基于小波阈值法的矿山遥感图像非局部均值去噪

矿山遥感图像在获取、压缩、传输、解码的过程中易混入大量随机噪声,导致图像清晰度较低,难以直接进行分析研究。为此,将小波变换与非局部均值滤波算法(Non-local means filtering algorithm,NLM)相结合提出了一种基于小波阈值法的矿山遥感图像非局部均值去噪算法。该算法首先结合小波硬阈值、软阈值去噪模型以及现有的改进型小波阈值去噪模型的特点,建立一种改进型小波阈值去噪模型并用于去除遥感图像中的随机噪声;然后将原始遥感图像与小波去噪后的图像作差运算,得到原始差值图像,再对原始差值图像进行非局部均值滤波,得到滤波后的差值图像;最后将小波去噪后的图像与滤波后的差值图像进行融合。采用MATLAB语言编写程序,试验数据为白云鄂博矿区的2幅遥感图像,采用峰值信噪比(Peak signal noise to ratio,PSNR)和算法耗时等指标对算法去噪效果进行评价。试验结果表明:所提算法的去噪结果明显优于小波软阈值去噪模型及非局部均值滤波,此外,该算法耗时相对于其余2类算法而言也有一定的优势,对于提高矿山遥感图像的判读精度有一定的参考价值。     

无人机在露天矿灾害监测中的应用

分析了无人机低空遥感系统在露天矿灾害监测中的优势,并在分析无人机遥感影像几何变形理论基础上,对无人机影像的处理方法进行了一般性探讨,展望了无人机在露天矿灾害监测中的应用。     

大冶铁矿挂帮矿开采方法及对滑体稳定性的影响

大冶铁矿露天采场挂帮矿是该矿山露天转地下项目的重要工程,采用浅孔留矿法进行开采。在挂帮矿的开拓、回采过程中,考虑F9断层的影响,对采场布置技术进行分析。通过挂帮矿开采过程中对滑体的扰动进行分析,表明在采动过程中要特别注意形成空区的高度和暴露面积以及空区之间的矿柱尺寸,确保边坡及滑体的整体安全稳定性。     

废弃露天矿山生态修复治理现状及发展趋势研究

为了研究废弃露天矿山生态修复治理现状及发展趋势，以郑州市矿区为例，结合无人机遥感调查、野外实地调查等技术，明确了研究区域生态修复治理现状，即当前矿山土地资源破坏总面积约为19 105 000 m²,仅有9%的土地资源完成了生态修复。经过治理的矿区土壤有机质含量为6.6 g/kg,植被资源覆盖度为25.07%,空气达标率为80%,区地上地下水资源均呈现出匮乏状态。当前矿山生态修复取得了一定效果，但需要进一步完善。根据区域生态修复治理现状，从土地资源、土壤适宜性、水资源分布、植被资源覆盖、水土流失、空气质量等方面出发分析矿山生态修复治理未来发展趋势，以期保障相关生态修复治理工作的顺利进行。     

大数据在露天矿特征提取中的应用研究

为了使露天矿地质环境得到较好的保护,提出大数据在露天矿特征提取的应用流程。首先指出露天矿面临着数据量巨大、数据量分散以及数据格式不统一的问题,根据这些问题提出露天矿特征提取的应用流程,针对露天矿山地质环境特征信息的正常数据采用正射校正方式、异常数据采用图像裁剪方式进行预处理,增加主体设备系统内部的处理器,对运行状态进行实时监控管理,将露天矿山地质环境监测数据全部序列依次进行提取,实现露天矿特征信息提取,完成大数据在露天矿特征提取的应用流程。实验结果验证了该方法对露天矿山地质环境特征信息提取的有效性,提取精度和置信度较高,环境保护问题得到解决。     

基于红外遥感信息的煤矿车辆 异常行为检测研究

为了提升煤矿车辆异常行为检测水平,设计了基于红外遥感信息的煤矿车辆异常行为检测方法。该方法引入清晰度权重以及拉伸系数实现红外遥感图像中目标煤矿车辆部位的局部增强,利用均值漂移算法跟踪增强后的红外遥感图像中目标煤矿车辆,依据煤矿车辆跟踪结果提取煤矿车辆运动方向、运动速度以及运动方向3项异常行为检测参数,采用加权融合方法处理煤矿车辆异常行为检测参数的状态函数,融合结果高于所设定阈值时,煤矿车辆存在异常行为,否则煤矿车辆为正常行驶状态。实验结果表明,该方法可利用煤矿车辆位置、车辆行驶速度以及车辆方向变化检测煤矿车辆异常行为,具有较高的应用性。