基于GIS的矿井突水水源综合信息快速判别系统

发布时间：2017-03-30 13:11

  本文关键词：基于GIS的矿井突水水源综合信息快速判别系统，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 近年来,随着煤炭开采深度、开采强度、开采速度、开采规模等不断增加,煤炭开采受地下水威胁、危害日趋严重。准确、快速的判别突水水源,是快速采取针对性的治水措施的基础,是确保矿井煤矿安全生产的一项关键技术。本文基于ArcSDE空间数据引擎技术和Microsoft SQL Server设计建立矿井突水水源判别综合信息空间数据库;引入空间数据挖掘技术,将其应用于矿井地下水分析中,并基于Voronoi图方法和DEM方法挖掘了矿井地下水化学类型分布规律和地下水水化学与构造的空间关联规则;研究了常用的矿井突水水源判别模型,重点研究了采用F值定权的模糊综合判别模型,并提出了基于GIS的水温识别矿井突水水源的判别方法,并以此为基础构建了集成水位、水化学、水温于一体的矿井突水水源的综合信息判别模型;基于GIS开发了矿井突水水源综合信息快速判别系统。 本文取得的主要结论及成果:建立了简单实用的矿井突水水源综合信息识别流程体系;建立了矿井突水水源判别综合信息空间数据库;潘一矿煤系水具有在研究区北部沿潘集背斜走向一带状区域主要为Cl-K+Na型水,南部一集中区域为HCO3-K+Na型水,其他为HCO3·Cl-K+Na型水的分布特点;新生界下含水具有水化学类型为单一的Cl-K+Na型水的特点;得到了研究区内与潘集背斜距离近的煤系水样的HCO3-浓度值小等规则;在潘一矿,贝叶斯判别准确率为87.23%,神经网络判别准确率为87.23%,灰色关联分析判别结果为80.43%,F值定权的模糊综合评判判别准确率为93.48%,综合信息判别结果表明,水温判别对水质判别已经起到了一定的辅助作用,建立的判别模型具有较好的判别效果;基于GIS开发的系统实现了对相关的各种空间数据和属性数据的管理、矿井突水水源的综合信息判别以及空间数据的三维可视化等功能,系统具有较高的应用价值。 本文的创新之处: (1)将空间数据挖掘技术应用于矿井地下水分析中,并基于Voronoi图方法和DEM方法挖掘了矿井地下水化学类型分布规律; (2)提出了基于GIS的水温识别矿井突水水源的判别方法,并构建了集水位、水化学、水温于一体的矿井突水水源的综合信息判别模型; (3)开发了简便、快速、实用的基于GIS的矿井突水水源综合信息快速判别系统;
【关键词】：突水水源 综合信息判别 GIS 空间数据挖掘
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TD745
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致谢8-14
• 第一章 绪论14-17
• 1.1 研究背景与研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题15-16
• 1.3 技术路线与主要研究内容16-17
• 第二章 矿井突水水源识别研究17-27
• 2.1 研究区介绍17-20
• 2.1.1 矿井地质条件17-18
• 2.1.2 矿井充水条件18-20
• 2.2 矿井突水主控因素分析20-24
• 2.2.1 充水水源20-21
• 2.2.2 隔水条件21-22
• 2.2.3 导水通道22-23
• 2.2.4 采掘影响23-24
• 2.3 突水水源识别方法概述24-25
• 2.4 突水水源综合信息识别流程体系的建立25-27
• 第三章 矿井突水水源判别综合信息空间数据库研究27-35
• 3.1 空间数据及空间数据库基础27-29
• 3.1.1 空间数据27-28
• 3.1.2 空间数据库28
• 3.1.3 ArcSDE for SQL Server 空间数据引擎28-29
• 3.2 空间数据库设计29-33
• 3.3 空间数据库建立33-35
• 第四章 矿井地下水综合信息空间数据挖掘探究35-52
• 4.1 空间数据挖掘基础35-38
• 4.1.1 空间数据挖掘所能挖掘的知识类型36-37
• 4.1.2 空间数据挖掘方法37-38
• 4.2 矿井地下水化学类型空间分布挖掘38-48
• 4.2.1 基于Voronoi 图的地下水化学类型空间分布挖掘38-44
• 4.2.2 基于DEM 分析的地下水化学类型空间分布挖掘44-48
• 4.2.3 两种方法比较48
• 4.3 矿井地下水水质及构造信息的空间关联规则挖掘48-52
• 4.3.1 关联规则挖掘基础48-49
• 4.3.2 空间关联规则挖掘应用49-52
• 第五章 矿井突水水源综合信息判别模型研究52-65
• 5.1 常用突水判别模型原理52-58
• 5.1.1 贝叶斯判别模型52-53
• 5.1.2 人工神经网络模型53-55
• 5.1.3 灰色关联分析模型55-56
• 5.1.4 模糊综合评判模型56-58
• 5.2 综合信息快速判别模型的建立58-62
• 5.3 模型判别结果分析62-65
• 第六章 基于GIS 的矿井突水水源综合信息快速判别系统65-83
• 6.1 系统总体设计65-68
• 6.1.1 系统目标65-66
• 6.1.2 系统结构66
• 6.1.3 系统平台选择66-68
• 6.2 关键算法的设计与实现68-72
• 6.3 系统功能开发实现72-83
• 6.3.1 基本GIS 功能模块72-73
• 6.3.2 空间分析模块73-75
• 6.3.3 数据管理模块75-78
• 6.3.4 突水判别模块78-81
• 6.3.5 三维可视化模块81-83
• 第七章 结论与展望83-85
• 7.1 结论83
• 7.2 展望83-85
• 参考文献85-89
• 在研期间所发表的学术论文及成果目录89-90

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本文编号：277209