基于无人机的矿区采动裂缝遥感解译方法研究与应用.pdf
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1、第 卷第期 年月山西煤炭 文章编号:()犇 犗 犐:基于无人机的矿区采动裂缝遥感解译方法研究与应用员鸿燕,潘峰,吴年华,蒙君文(山西工程科技职业大学交通工程学院,山西 晋中 ;北京城建集团有限责任公司,北京 ;北京冠华英才国际经济技术有限公司,北京 )摘要:近年来,随着无人机遥感技术的发展,已经能够模块化、专题化获取国土、地形、资源、农业、环境等空间信息,并且自动化、智能化完成所采集遥感数据的处理、建模和应用。由于其监测效率高、操作简单便捷、易携带以及时效性强等优势,无人机遥感在各行业中都得到了广泛应用。本文是在分析山西阳泉矿区某工作面相关资料基础上,采用三维模型辅助数字正射影像(,)的裂缝目
2、视解译方法和数字正射影像、数字表面模型(,)辅助三维模型的滑坡与塌陷目视解译方法,能够清晰提取地表裂缝的发育长度、形态、延展方向等特征信息,准确识别研究区域平面、剖面裂缝形态,掌握研究区裂缝动态规律,精确识别滑坡、塌陷的位置、边界和规模。无人机低空遥感技术通过高分辨率图像特征识别不同地表地貌,在矿区地质灾害监测领域具有广泛前景。关键词:无人机;地质灾害;解译;监测;煤炭开采中图分类号:文献标识码:开放科学(资源服务)标识码(犗 犛 犐 犇):犚 犲 狊 犲 犪 狉 犮 犺犪 狀 犱犃 狆 狆 犾 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀狅 犳犚 犲 犿 狅 狋 犲犛 犲 狀 狊 犻 狀 犵犐 狀 狋 犲 狉
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5、(),女,山西太谷人,硕士,讲师,主要从事测绘工程教学及研究,:引文格式:员鸿燕,潘峰,吴年华,等基于无人机的矿区采动裂缝遥感解译方法研究与应用山西煤炭,():,():,犓 犲 狔狑 狅 狉 犱 狊:;经济发展离不开煤炭资源的支撑。近年来,随着煤矿开采的不断增加,围岩原有的平衡应力被破坏,地表崩塌、滑坡、地裂缝等地质灾害日益严重,矿区人民群众的日常生活受到极大影响 。如何有效地预防灾害是研究人员应该解决的一个关键问题。因此,实时监测矿区地质灾害对抢险救灾、保障人民生命财产安全具有重要意义 。随着科技的进步,合成孔径雷达()和无人机遥感 等变形监测技术逐渐出现。而 技术在监测大梯度形变时,容易产
6、生失相干现象 。随着无人机遥感技术模块化,专题化国土、地形、资源、农业、环境等空间信息,且自动化、智能化完成所采集遥感数据的处理、建模和应用,无人机遥感在各行业中都得到了广泛应用,。部分学者在地质灾害监测领域进行了探索,候恩科等 对无人机遥感影像影像识别地表裂缝的效果进行研究,发现最小能够识别宽度约 的地表裂缝,将无人机遥感技术应用于矿区地灾监测可使得矿区地表裂缝解译的精度大幅提高。赵毅鑫等 对受采动影响的地表进行了无人机热红外试验,较好地识别了浅层隐蔽裂缝。使用多尺度模型 对 模 型 点 云 比 较(,)法识别和监测滑坡。综上所述,以无人机低空遥感数据为主、其它方法为辅,主辅结合可以有效监测
7、分析矿区开采引起的地表裂缝及滑坡的分布特征、发育规律。本文在充分研究矿区相关资料基础上,采用三维模型辅助 的裂缝目视解译方法和、辅助三维模型的滑坡与塌陷目视解译方法,确定研究区内主要地质灾害类型有裂缝、滑坡、地面塌陷等。研究区域与数据 研究区域矿区位于山西省阳泉市桃河南侧,其东部最高为狮脑山,高程 ;西部最高为龙门山,高程 ;最低处为井田北界桃河,高程约 ,相对最大高程约 。研究工作面东北侧有已采工作面,目前均已进入稳定期,对研究区域地表造成的影响不大。采空区处理方式为冒落法,采煤方式为走向长壁后退式综采。图为该工作面地表上方的。图研究工作面上方地表 数据获取无人机飞行前,需要进行人工野外踏勘
8、,充分了解航摄区域地形地貌、地面高差、查看地面有无高压线 塔、有 无 较 大 水 域 等。本 文 采 用 搭 载 了 可见光相机模块的飞马 无人机进行免像控飞行,飞行高度为 、的航向重叠和 的 旁 向 重 叠,相 应 的 地 面 采 样 距 离(,)为 像素。无人机和航线规划见图所示。无人机航测过程中,涉及飞机自身和飞行人员安全,需要对作业流程做进一步的确定。在执行飞行任务时,必须仔细考虑飞行条件。选择合适的飞行地点,稳定的天气条件进行执行任务,尽量保持在恒定和漫反射光照条件下航摄来采集数据,达到最佳的相机网络几何。山西煤炭第 卷图飞马 无人机及航线规划 开采地表裂缝提取及趋势分析 裂缝提取遥
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