基于多源遥感数据协同的河南省矿山环境信息提取研究
发布时间：2021-03-24 04:02
为了改善河南省矿山地质环境动态监测技术,提高矿产资源科学管理水平,利用高分辨率遥感卫星影像和InSAR数据,使用最优分割参数法和随机森林分类法提取河南省矿山区地质环境要素信息;利用多时相InSAR叠加分析法辅助矿山地质灾害解译,完善河南省矿产区地质环境遥感解译体系.研究结果表明,利用影像信息层次结构优先分离和随机森林分类提取分离后的环境要素的方法所提取的信息分类精度可达89%;利用二轨道差分干涉图辅助分析矿山地质灾害,能够进一步提高矿山地质环境解译准确度.
【文章来源】：河南科学. 2020,38(07)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
崩塌解译图
在测试区设置400个决策树，并使用最优参数法对测试区内的要素分层分割，提取信息.首先需要确定随机森林模型的决策树数值.本文根据测试集实际情况，将决策树数值设置为400，利用最优参数法提取该测试集中决策树分层分割结果的信息.然后，把河南省土地利用规划图和DEM数据导入GIS软件中，使用该软件的空间分析工具降低随机森林分类过程中出现的误差.最后从测试集的400个决策树中提取到采场、中转场地、固体废弃物和裸露土地四种类型地质环境要素信息（如表1).为了检验地质环境要素信息提取的精度，本文使用混淆矩阵和Kappa系数法，对信息提取结果和测试区实际值进行对比分析.经过计算得知：采用欧几里得“二指数法”和随机森林分类器的地质环境信息要素信息分类提取的精度为89%,Kappa系数为0.79，信息提取结果较好.在确定测试区信息提取结果可信度水平之后，将上述方法提取信息结果和四类地质环境要素合并，最终获得研究区的地质环境要素信息提取结果.
河南省矿山采场的开采面主要物质成分包括：采掘矿物时剥离的泥土和夹杂的岩石碎屑.因此矿山环境开采场的遥感影像外观颜色主要是黄色和白色.与普通废石堆相比，矿山采场的纹理显得更加复杂错乱，黄色和白色之间常常分布着不规则的多边形.矿山开采面通常占地面积较大，由于采场附近植被破坏较严重，开采面影像边界显示得较清晰.以上是矿山采场影像解译的直接标志（图2）.此外，采场遥感解译还有一些间接标志：(1)道路连接标志.通常采场面会和几条道路连接，这些道路一般情况直通选矿厂或者废弃石土堆积区.(2)开采设备标志.为了便于矿山开采，采场附近通常有相关配套的设备分布，例如碎石机和运输车.(3)位置标志.绝大部分的矿山开采面是分布在矿权边界的内部和周边区域.(4)纹理标志.分布的矿种不同，开采面的纹理也会有区别.具体而言，金属矿的开采面规模比较大，而且周围有尾矿车、选矿场和选矿池；非金属矿的开采面规模较小，影像的亮度和对比度都很高，可以与周围地物形成鲜明的对比.3.1.2 中转场地
【参考文献】：
期刊论文
[1]“高分一号02、03、04星”卫星数据在矿山开发环境遥感监测中的初步应用评价[J]. 周英杰,李思佳,魏红艳,甘甫平,刘小杨. 测绘与空间地理信息. 2020(03)
[2]遥感影像监督分割评价指标比较与分析[J]. 李泽宇,明冬萍,范莹琳,赵林峰,刘思民. 地球信息科学学报. 2019(08)
[3]深度学习语义分割方法在遥感影像分割中的性能分析[J]. 王俊强,李建胜,丁波,蔡富. 计算机测量与控制. 2019(07)
[4]大型露天矿山地质灾害的形成与对应措施[J]. 张赫. 世界有色金属. 2018(24)
[5]矿山遥感监测解译记录表自动生成方法研究与实现[J]. 刁明光,刘芳,谭专条,薛涛,王彦佐. 国土资源遥感. 2018(04)
[6]基于高分卫星遥感数据的冀东地区矿山开发现状及环境问题研究[J]. 鱼磊,李应真,高俊华,刘立,许兆军,邹蒲. 中国地质调查. 2018(04)
[7]河南省矿山环境保护与污染防治对策[J]. 霍光杰,范涛. 价值工程. 2018(25)
[8]河南依法保障矿产资源开发秩序[J]. 王琼杰. 资源导刊. 2018(06)
[9]基于高分辨率遥感影像的矿山遥感监测解译标志研究[J]. 马国胤,谈树成,赵志芳. 云南地理环境研究. 2017(05)
[10]河南省采矿区土地复垦分区与整治策略[J]. 傅建春,王锐,叶鹏飞. 测绘科学. 2016(08)
博士论文
[1]露天矿地质环境解译标志体系和信息提取方法的研究及示范应用[D]. 张凯翔.中国地质大学 2018
硕士论文
[1]矿山泥石流起动机理及防治对策研究[D]. 李雄飞.西安理工大学 2018
[2]矿山环境遥感动态监测方法与应用研究[D]. 杨晓飞.中国地质大学（北京） 2014
本文编号：3097016
【文章来源】：河南科学. 2020,38(07)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
崩塌解译图
在测试区设置400个决策树，并使用最优参数法对测试区内的要素分层分割，提取信息.首先需要确定随机森林模型的决策树数值.本文根据测试集实际情况，将决策树数值设置为400，利用最优参数法提取该测试集中决策树分层分割结果的信息.然后，把河南省土地利用规划图和DEM数据导入GIS软件中，使用该软件的空间分析工具降低随机森林分类过程中出现的误差.最后从测试集的400个决策树中提取到采场、中转场地、固体废弃物和裸露土地四种类型地质环境要素信息（如表1).为了检验地质环境要素信息提取的精度，本文使用混淆矩阵和Kappa系数法，对信息提取结果和测试区实际值进行对比分析.经过计算得知：采用欧几里得“二指数法”和随机森林分类器的地质环境信息要素信息分类提取的精度为89%,Kappa系数为0.79，信息提取结果较好.在确定测试区信息提取结果可信度水平之后，将上述方法提取信息结果和四类地质环境要素合并，最终获得研究区的地质环境要素信息提取结果.
河南省矿山采场的开采面主要物质成分包括：采掘矿物时剥离的泥土和夹杂的岩石碎屑.因此矿山环境开采场的遥感影像外观颜色主要是黄色和白色.与普通废石堆相比，矿山采场的纹理显得更加复杂错乱，黄色和白色之间常常分布着不规则的多边形.矿山开采面通常占地面积较大，由于采场附近植被破坏较严重，开采面影像边界显示得较清晰.以上是矿山采场影像解译的直接标志（图2）.此外，采场遥感解译还有一些间接标志：(1)道路连接标志.通常采场面会和几条道路连接，这些道路一般情况直通选矿厂或者废弃石土堆积区.(2)开采设备标志.为了便于矿山开采，采场附近通常有相关配套的设备分布，例如碎石机和运输车.(3)位置标志.绝大部分的矿山开采面是分布在矿权边界的内部和周边区域.(4)纹理标志.分布的矿种不同，开采面的纹理也会有区别.具体而言，金属矿的开采面规模比较大，而且周围有尾矿车、选矿场和选矿池；非金属矿的开采面规模较小，影像的亮度和对比度都很高，可以与周围地物形成鲜明的对比.3.1.2 中转场地
【参考文献】：
期刊论文
[1]“高分一号02、03、04星”卫星数据在矿山开发环境遥感监测中的初步应用评价[J]. 周英杰,李思佳,魏红艳,甘甫平,刘小杨. 测绘与空间地理信息. 2020(03)
[2]遥感影像监督分割评价指标比较与分析[J]. 李泽宇,明冬萍,范莹琳,赵林峰,刘思民. 地球信息科学学报. 2019(08)
[3]深度学习语义分割方法在遥感影像分割中的性能分析[J]. 王俊强,李建胜,丁波,蔡富. 计算机测量与控制. 2019(07)
[4]大型露天矿山地质灾害的形成与对应措施[J]. 张赫. 世界有色金属. 2018(24)
[5]矿山遥感监测解译记录表自动生成方法研究与实现[J]. 刁明光,刘芳,谭专条,薛涛,王彦佐. 国土资源遥感. 2018(04)
[6]基于高分卫星遥感数据的冀东地区矿山开发现状及环境问题研究[J]. 鱼磊,李应真,高俊华,刘立,许兆军,邹蒲. 中国地质调查. 2018(04)
[7]河南省矿山环境保护与污染防治对策[J]. 霍光杰,范涛. 价值工程. 2018(25)
[8]河南依法保障矿产资源开发秩序[J]. 王琼杰. 资源导刊. 2018(06)
[9]基于高分辨率遥感影像的矿山遥感监测解译标志研究[J]. 马国胤,谈树成,赵志芳. 云南地理环境研究. 2017(05)
[10]河南省采矿区土地复垦分区与整治策略[J]. 傅建春,王锐,叶鹏飞. 测绘科学. 2016(08)
博士论文
[1]露天矿地质环境解译标志体系和信息提取方法的研究及示范应用[D]. 张凯翔.中国地质大学 2018
硕士论文
[1]矿山泥石流起动机理及防治对策研究[D]. 李雄飞.西安理工大学 2018
[2]矿山环境遥感动态监测方法与应用研究[D]. 杨晓飞.中国地质大学（北京） 2014
本文编号：3097016
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