基于数字高程模型（DEM）的地面台站最大遮蔽角和遮蔽距离算法

本文根据数字高程模型（DEM），使用台站站点的坐标，利用计算机读取该坐标点映射的DEM所记录的高程值。利用高程传递算法即可得到台站相位中心高程值。采用相同方法提取某一方位角上一定距离内所有高程值，计算该方位上所有遮蔽角，取遮蔽角数值最大为该方位最大遮蔽角。以台站相位中心坐标和最大遮蔽角处所对应地面点平面坐标进行高斯平面坐标反算，得到该方位最大遮蔽角平面距离，即遮蔽距离。本文以某天气雷达台站预选址项目为背景，详述基于数字高程模型（DEM）的地面台站最大遮蔽角和遮蔽距离算法。     

基于无人机激光雷达的散料堆场建模系统设计

针对散料码头的超宽露天散料堆场的三维建模需求,设计了一种基于无人机激光扫描的堆场建模系统,将无人机、GPS、IMU(惯性测量单元)与激光雷达集成安装,基于GPS时钟的方法解决了多传感器的同步和融合问题,采用合理的滤波和规格化算法获得了精确的DEM(数字高程模型)数据,实现了料场的三维扫描建模功能。实践证明该系统综合成本低、扫描效率高、扫描精度高。     

数字高程模型在矿山遥感动态监测中的应用

以江西德兴铜矿矿山开采状况为例，采用两种方式分别建立了该地区1986年和2000年的数字高程模型（DEM）。并结合三维地理信息系统和遥感技术，将ASTER彩色合成影像作表层贴膜，生成3D矿山地形动态演示。同时。在GIS软件平台下根据DEM对尾矿库所在区域做剖面分析，将两时相DEM地形剖面相比较，变化信息可以被清晰的提取出来。最后。对尾矿库的空间形态做体积量算，由此调查并预测矿山的挖掘量和尾矿的堆积量，以真实数据反映人类活动对于自然环境的影响。并为土地复垦和生态重建等决策提供理论依据。     

基于炮孔布局的爆区边界线自动采样及坡顶底线自动更新方法

露天矿山开采现状三维模型是露天矿山数字化、信息化和智能化建设的基础,为矿山精细化生产计划编制、爆破设计和卡车动态调度等提供模型依据。结合矿山生产日常测量的炮孔坐标信息,提出基于炮孔布局和爆破参数的爆区边界点自动采样方法,并利用\alpha-shape法自动创建复杂爆区边界线,进而研究复杂爆区边界线与坡顶底线的空间分布关系,提出坡顶底线自动更新算法,结合地形线约束Delaunay构建DTM,可实现重构露天矿山开采现状三维模型。现场试验结果表明：基于炮孔布局自动采样爆破边界线及自动更新露天矿山坡顶底线效率高,更新耗时由4 h减少至1 min。     

图像分形维数计算及其边缘提取

为提高遥感影像中地物边缘信息的提取精度,以离散分形布朗随机场(DFBR:Discrete Fractal Brown Random field)模型为依据,尝试设计并利用Matlab编程实现一种基于遥感影像单个像元的分形维数计算算法.该算法将影像的灰度空间映射成分形维数空间,然后在该空间进行变换和边缘检测.地物空间分布及其影纹结构边缘特征的差异,使计算分形维数所选窗口大小成为关键.选取研究区局部地段高空间分辨率遥感影像作为实验数据,通过计算不同窗口下像元分形维数,得到最佳边缘信息提取的计算窗口.实验结果表明,该算法在同类计算中更符合遥感数据的特点,提高了遥感影像地物边缘信息提取精度.     

三维确定性模型在浅层黄土滑坡稳定性预测中的应用

浅层黄土滑坡是黄土高原广泛分布和频繁发生的地质灾害,造成了巨大的人员伤亡和财产损失.尽管二维确定性模型已被广泛用于浅层滑坡稳定性预测,但不能充分考虑岩土性质、地层结构、地下水等条件的三维空间变化,这可能与实际的斜坡稳定性不相符.因此,利用能考虑复杂斜坡环境的三维确定性模型评价滑坡稳定性,对获取更真实的评价结果以及指导滑坡防治工作具有重要意义.本文利用Scoops3D三维确定性模型评价了在浅层黄土滑坡稳定性预测中的适应性和可靠性.首先,模型计算参数敏感性的分析发现黏聚力、滑动视倾角和栅格单元重量对安全系数准确度影响较大,并用于指导获取详细的关键参数.然后,选取不同分辨率的数字高程模型(DEM)数据,利用Scoops3D模型对典型黄土沟壑中的浅层黄土滑坡稳定性进行预测,并通过详细的点状和面状滑坡分布图与预测结果的对比发现,该模型对黄土沟壑区的浅层滑坡稳定性预测准确度较高,且点状滑坡分布图可能更适合模型适应性的检验.最后,混淆矩阵法和成功率曲线法对不同分辨率数字高程模型预测结果可靠性的检验显示,该模型能够有效地预测黄土浅层滑坡的稳定性,且在高分辨率数字高程模型数据下可以获得可靠的预测精度.      

基于三维校正的SHGC物体三维结构提取方法

针对SHGC(straight homogeneous generalized cylinders)图像的特点与从单幅图像中提取三维信息困难,设计了一种基于单幅SHGC图像和三维校正的三维结构提取方法.与传统的SHGC三维结构提取方法不同,该方法从三维空间中匹配的角度出发,构造一个二维横截面,在二维横截面上增加一个z轴,通过平移、旋转预先构造好的三维横截面,将构造好的横截面与原图像中SHGC物体的横截面进行兴趣点匹配,从而确定最优化结果时的仿射成像参数(λ,θ),通过成像参数可以成功提取sHGC横截面的三维信息,结合SHGC的子午线轮廓信息定性地得到整个SHGC物体的三维信息,提取SHGC表面的纹理,通过三角网格的方法将纹理贴到三维物体表面.实验论证了本文提出的三维结构提取方法是可行的和正确的.     

基于小波方法提取在激光作用下电弧形态的图像边缘特征

针对小波变换的特点，设计了一种原理简单、容易实现的小波提取图像边缘的算法。通过与其它图像处理方法相结合，该算法成功提取出了激光电弧复合热源焊接时所拍摄的弧柱区的图像的水平、垂直及对角线方向的边缘特征，并与一些传统的边缘检测算子进行了比较，发现该算法在提取图像边缘时具有良好的效果。     

流形正则化多核模型的模糊红外目标提取

针对模糊边缘的红外目标提取问题,提出一种基于流形正则化多核半监督分类的提取方法.首先应用最大类间方差法计算初始分割阈值,获得确定化的目标和背景区域以及待确定化的模糊边缘区域;然后建立各区域内像素点邻域空间集,并通过多核函数特征映射获得邻域空间中灰度均值和方差信息特征值,通过流形正则获得邻域空间中位置信息特征值;在特征值基础上,建立半监督分类模型对模糊边缘区域像素点邻域空间集进行类别划分;最后计算最佳分割阈值.对比实验结果表明,该方法提取模糊边缘红外目标效果好且运算效率高.      

基于最大类间方差法的带钢边缘判定

带钢宽度测量需要对带钢图像进行分析判定带钢边缘。一般带钢总是带有划痕、压印、表面夹杂等缺陷,导致边缘难于确定。针对这一问题,提出了一种基于最大类间方差法的带钢边缘判定方法。首先将二维钢板图像简化为一维线阵图像,然后对一维线阵图像进行梯度计算和非极大值抑制,查找出每个灰度值的跳跃位置,最后利用最大类间方差法计算出带钢边缘判定参数,对每个灰度值跳变点进行判定,此方法在带钢边缘判定中取得了良好的效果。     

边坡复杂地质结构三维可视化及数值模型构建

地质模型的精确性是露天矿边坡稳定性数值分析可靠性的决定因素。针对地质体间相互交叉、穿切的复杂性和无规律性,研究了基于非均匀有理B样条NURBS（Non-Uniform Rational B-Spline）的自由曲面生成技术。以矿山普遍采用的二维地质勘探剖面图为基础数据,通过对其进行矢量化处理提取出岩土体边界离散点信息,建立起NURBS三维地质体分界曲面,据此以MIDAS软件为平台制定了边坡工程复杂地质结构三维可视化及数值模型构建方案,并选取江西城门山露天矿边坡工程进行了应用实践。结果表明,运用该技术构建复杂边坡地质体模型,方法简单可靠,可极大提高模型的精度和建模效率,不仅使复杂地质体得以形象再现,同时可为边坡稳定性分析提供可靠的有限元数值计算模型。     

紫木凼金矿露天转地下开采边坡稳定性数值模拟研究

露天转地下开采过程中以露天采坑作为尾矿库使用,最主要的技术问题是保证边坡的长期稳定。针对紫木凼金矿露天转地下房柱采矿法开采特点和难点,采用FLAC-3D分析软件,对不同回采顺序对边坡稳定性的影响进行三维数值模拟分析,研究采场顶底板和坡面围岩的变形、塑性区和应力分布特征及规律。该研究不仅揭示了露天转地下开采过程中边坡复杂应力场变化规律,弥补了现场实测中存在的不足,而且对采场地压控制也具有一定的指导意义。     

基于混合整数规划法的露天矿配矿品位控制

为了解决露天矿配矿耗时长、成果精度低及与卡调系统不关联的问题，对露天矿配矿进行系统科学分析，提出了基于混合整数规划的露天矿自动化配矿系统，实现对露天矿品位的快速准确控制。以炮孔岩样化验结果和矿山块段模型数据为基础，运用泰森多边形方法对配矿单元进行估值划分，综合考虑矿量、品位、设备和空间位置等约束条件，建立了以出矿品位波动最小为目标函数的露天矿配矿混合整数规划模型。并在Visual Studio环境下用C++语言调用CPLEX求解器进行求解，进而得到用于卡调系统的露天矿配矿开采和派车优化方案。该方法应用于安徽某大型石灰岩露天矿，经实例验证，此方法可在1 s内输出配矿结果，同时配矿指标均在目标值上下1.5%范围内波动，对指导矿山的实际生产有重要意义。     

GPS和GIS在金堆城露天矿边坡监测预警系统中的应用

介绍了基于GPS和GIS的边坡监测系统在金堆城露天矿的设计技术路线和实际应用。GPS具有速度快、全天候、自动化、可同时测定点的三维坐标及精度高等优点,结合GIS技术和网络通信技术,实现了对矿区地质灾害数据的全天候无人采集、自动快速传输、实时结算处理、监测信息可视化以及短信群发式预警。     

露天边坡对地下采场覆岩稳定性影响的数值模拟研究

以某矿山露天转房柱法地下开采为研究背景,根据现场调研获得的岩土力学参数,利用FLAC3D等软件进行三维建模[1],对倾角为40°时边坡高度为90m的地下采场上覆岩层位移与应力响应特征进行数值模拟分析。研究结果表明:在露天终了边坡高度为90m倾角为40°时,地下开采完后采场上覆岩层受到开挖的扰动,稳定性降低,塑性区面积已经发育至坡面,整个岩体处于临界破坏状态,不利于矿山的安全稳定,因此建议该矿山露天终了边坡高度不超过90m。     

非煤露天矿山岩质边坡稳定性评价标准探讨

根据露天矿山的生产工艺特征,将岩质边坡划分为总体边坡、路间边坡和台阶边坡三种尺度,并对其控制因素、破坏模式进行了分析;结合土木工程边坡规范和非煤露天矿山边坡规范的边坡设计安全系数取值,讨论了国内外非煤露天矿山边坡设计安全系数的要求,提出了六条建议;综合考虑服务年限、边坡尺度规模的设计安全系数改进方案,并引入失稳概率,拓展了不同尺度边坡稳定性评价的设计标准,可有效提升非煤露天矿岩质边坡稳定性评价的合理性和科学性,进一步完善了矿山边坡设计理论和方法。      

预裂爆破在露天终了边坡中的应用

针对江西省七宝山铅锌矿区部分露采台阶临近终了的情况,提出了保护边坡稳定的预裂爆破法,推算出爆破参数,爆破实践在生产中予以推广。     

双利铁矿2号露天采场扩帮后西半帮边坡稳定性分析

保持边坡稳定是露天矿生产经营的一项重要内容。为确定双利铁矿2号露天采场扩帮后的最终边坡角,通过运用FLAC3D软件建模分析边坡的应力分布、位移移动趋势、弹塑性区分布以及有限元强度折减法计算边坡的安全系数,从而确定合理的边坡角,并为后期边坡的监测提供参考依据。     

磁海铁矿边坡沉降观测数据的处理及分析

随着磁海铁矿开采深度的加大,露天边坡的稳定性问题也逐渐引起重视。获得监测数据,进行数据处理和分析。通过分析磁海铁矿露天边坡变形的趋势,为边坡治理提供技术支持。