矿区开采沉陷时空分析研究与应用

论文摘要

地下煤炭资源的大规模开采利用,常常会给矿区带来严重的开采沉陷问题。矿区开采沉陷通过采空区岩体和地表的移动变形,破坏矿区耕地、建筑、交通及其他设施,影响矿区正常的生产生活,更不利于矿区可持续发展。开采沉陷在矿区各种因素的综合作用下,发生明显的时空变化。及时监测和深入分析其时空特征将有助于了解沉陷的成因和危害,对沉陷防治起到积极作用。目前大地水准测量、GPS测量、以及合成孔径雷达干涉测量技术相互配合,提供了多源、多时相的海量开采沉陷时空数据,使矿区开采沉陷监测成为现实。但是开采沉陷的时空数据管理和时空分析研究却滞后于其数据获取,许多工作尚未取得有效进展。本文以通过DInSAR技术和其他方式获取的矿区开采沉陷数据为数据源,以开采沉陷在地理学、工程地质学、矿山岩石力学中的相关理论为背景,借助于地理信息系统在数据集成、处理、分析和表达中的优势,实现了矿区开采沉陷时空分析研究和应用。本文首先开展了开采沉陷的时空语义研究,深入探讨开采沉陷时空变化的概念,特征和成因；其次利用基于版本—增量的时空数据模型完成了开采沉陷的时空数据组织；然后根据栅格和矢量数据的不同特点,提出并阐述了开采沉陷时空分析的内容和实现方式,并通过程序设计和开发将基于栅格数据的开采沉陷的时空分析集成在矿区开采沉陷DInSAR分析模块中；最后将本文的理论和实践成果应用于试验矿区开采沉陷的时空分析中,并取得良好效果。可见,地理信息系统在矿区开采沉陷时空研究领域具有广阔应用前景,它将在矿区安全生产、资源利用和环境保护等工作中发挥重要作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与研究意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 本文研究内容与组织结构
• 2 矿区开采沉陷的时空语义研究
• 2.1 破坏形式
• 2.2 时空变化
• 2.3 影响因素
• 2.4 对矿区危害
• 2.5 本章小结
• 3 矿区开采沉陷时空数据的集成管理
• 3.1 沉陷时空数据获取
• 3.2 GIS中的时空数据组织
• 3.3 基于版本—增量的矿区开采沉陷时空数据组织
• 3.4 矿区开采沉陷时空数据库
• 3.5 本章小结
• 4 矿区开采沉陷时空分析的方法与实现
• 4.1 沉陷时空分析的方式方法
• 4.2 矿区开采沉陷DInSAR分析模块的设计与实现
• 4.3 本章小结
• 5 应用分析
• 5.1 研究区概况
• 5.2 数据获取
• 5.3 研究区开采沉陷的时空分析
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间科技成果及参与项目情况