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
1. 西安科技大学 测绘科学与技术学院
2. 国土资源部煤炭资源开发与综合利用重点实验室
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。
汤伏全,工学博士,教授,博士生导师,西安科技大学测绘科学与技术博士点学科带头人。兼任中国测绘地理信息学会矿山测量专业委员会委员,教育委员会委员,陕西省地下工程与矿山测量专委会主任,中国煤炭学会矿山测量专业委员会委员,教育部工程专业认证专家组成员。
主要研究方向是西部矿山测量、采动地表损害监测、遥感技术应用等方面。
主持国家自然科学基金面上项目等省部级以上科研课题6项,完成煤矿测量及开采沉陷工程项目30多项,获省部级科技进步奖4项。发表学术论文60多篇,出版专著和教材5部,获发明及实用新型专利11项,软件著作权9项。
汤伏全,杨倩.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[J].煤炭科学技术,2023,51(12):9−26.
TANG Fuquan,YANG Qian. Progress and prospects of multi-source remote sensing monitoring technology for coalmining subsidence in mining areas of the western Loess Plateau[J]. Coal Science and Technology,2023,51(12):9−26.
END 责任编辑:周子博
设计排版:冯春晖
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