高潜水位煤矿区地表沉陷信息提取研究
发布时间：2022-05-08 11:34
煤矿区地表沉陷信息的快速获取对于矿区的综合整治和生态修复具有重要意义。高潜水位矿区作为我国典型的矿区,井工开采是其主要的采煤方式,因此煤炭开采极易造成的大面积的沉陷积水区域和沉陷非积水区域。如何获取矿区完整的沉陷信息一直以来是一个热点问题,矿区沉陷信息的完整获取有利于当地开展有效的修复工作。而之前的矿区沉陷研究工作主要以单一的地表沉陷情况为主,且大多数研究区为非高潜水位矿区,仅获取矿区的地表形变起伏变化;随着高潜水位矿区的积水范围越来越大,越来越多的研究针对其积水动态变化进行监测,而非积水区域的地表形变缺乏相关研究。本研究以山东省济宁市鲍店煤矿为研究区,基于多源多时相数据,并结合矿区沉陷积水区和非积水区信息获取方法,综合提取矿区沉陷信息。本研究采用Landsat系列数据来获取矿区沉陷水体信息。在改进归一化水体指数MNDWI（Modified Normalized Difference Water Index）的基础上,针对煤矿区其他地物易于和水体信息混淆的特点,增加短波红外波段,提出了增强型改进归一化水体指数E-MNDWI（Enhanced Modified Normalized Di...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
符号说明
中文摘要
Abstract
1 前言
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 矿区沉陷积水区监测
1.2.2 矿区沉陷非积水区监测
1.3 研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 数据与方法
2.1 研究区概况
2.1.1 矿区自然地理状况
2.1.2 煤炭开采状况
2.2 数据来源
2.2.1 Landsat系列数据
2.2.2 雷达数据
2.2.3 数据预处理
2.3 沉陷水体信息提取方法
2.3.1 监督分类
2.3.2 改进归一化差异水体指数(MNDWI)
2.3.3 增强型改进归一化差异水体指数(E-MNDWI)
2.4 沉陷非积水区信息提取
3 结果与分析
3.1 水体信息提取方法精度验证
3.1.1 混淆矩阵
3.1.2 水体指数精度评价
3.1.3 E-MNDWI适用性验证
3.1.4 不同水指数提取结果对比分析
3.2 水体提取结果分析
3.2.1 矿区30 年水体动态变化
3.2.2 监测期内矿区沉陷水体
3.2.3 典型沉陷水域分析
3.3 沉陷非积水区信息提取结果分析
3.3.1 SBAS-InSAR提取结果验证
3.3.2 沉陷非积水区地表累积形变量
3.3.3 沉陷非积水区年均地表形变速率
3.3.4 典型沉陷非积水区域分析
3.4 矿区沉陷等值线提取
3.5 矿区沉陷分级
4 讨论
4.1 E-MNDWI水体指数的普适性分析
4.2 SBAS-InSAR监测结果误差分析
4.3 沉陷分级标准选择的差异分析
4.4 数据选择及处理过程中的限制
4.5 高潜水位煤矿区沉陷信息提取对比分析
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 创新之处
5.3 展望
5.3.1 存在的不足
5.3.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文、参加项目科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的水体指数及其稳定性研究[J]. 黄远林,邓开元,任超,于志文,潘亚龙. 地球物理学进展. 2020(03)
[2]基于时序InSAR的常州市2015-2018年地面沉降监测[J]. 董少春,种亚辉,胡欢,黄璐璐. 南京大学学报(自然科学). 2019(03)
[3]时序InSAR的连云港及盐城北部地表沉降研究[J]. 董山,张永红,李明巨,康永辉,刘波. 测绘科学. 2019(03)
[4]井工开采对地表沉陷的影响研究[J]. 王创业,高照,李俊鹏. 煤炭技术. 2018(11)
[5]工作面开采沉陷对农田土壤和植被碳库扰动预评价[J]. 徐占军,冯俊芳,张媛,朱洪芬,余健. 煤炭学报. 2018(09)
[6]基于时序TM影像的淮南潘谢矿区采煤沉陷水域动态监测[J]. 王启元,肖武,李素萃,张文凯,张伟. 中国煤炭. 2018(07)
[7]基于哨兵1号的洪水淹没面积监测[J]. 范伟,何彬方,姚筠,张宏群,荀尚培,刘惠敏. 气象科技. 2018(02)
[8]水体指数构建及其在复杂环境下有效性研究[J]. 王小标,谢顺平,都金康. 遥感学报. 2018(02)
[9]面向对象变化向量分析的遥感影像变化检测[J]. 李亮,王蕾,孙晓鹏,应国伟. 遥感信息. 2017(06)
[10]高潜水位采煤沉陷区土地损毁程度评价[J]. 程琳琳,赵云肖,陈良. 农业工程学报. 2017(21)
硕士论文
[1]沛北矿区积水特征的遥感监测与预测研究[D]. 王安妮.中国矿业大学 2019
[2]基于InSAR的老采空区地表变形监测与分析[D]. 周祺超.西安科技大学 2017
[3]InSAR技术在地表变化监测中的应用[D]. 卢婷婷.长安大学 2015
[4]基于DInSAR采煤塌陷区地表沉降形变动态监测技术研究[D]. 李少朋.安徽理工大学 2014
[5]龙口市采煤塌陷区及水域淹没范围动态演变模拟分析[D]. 韩丛丛.山东师范大学 2008
[6]基于GIS和SPSS的地面沉降研究[D]. 高玉山.西南师范大学 2004
本文编号：3651584
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
符号说明
中文摘要
Abstract
1 前言
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究目的与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 矿区沉陷积水区监测
1.2.2 矿区沉陷非积水区监测
1.3 研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 数据与方法
2.1 研究区概况
2.1.1 矿区自然地理状况
2.1.2 煤炭开采状况
2.2 数据来源
2.2.1 Landsat系列数据
2.2.2 雷达数据
2.2.3 数据预处理
2.3 沉陷水体信息提取方法
2.3.1 监督分类
2.3.2 改进归一化差异水体指数(MNDWI)
2.3.3 增强型改进归一化差异水体指数(E-MNDWI)
2.4 沉陷非积水区信息提取
3 结果与分析
3.1 水体信息提取方法精度验证
3.1.1 混淆矩阵
3.1.2 水体指数精度评价
3.1.3 E-MNDWI适用性验证
3.1.4 不同水指数提取结果对比分析
3.2 水体提取结果分析
3.2.1 矿区30 年水体动态变化
3.2.2 监测期内矿区沉陷水体
3.2.3 典型沉陷水域分析
3.3 沉陷非积水区信息提取结果分析
3.3.1 SBAS-InSAR提取结果验证
3.3.2 沉陷非积水区地表累积形变量
3.3.3 沉陷非积水区年均地表形变速率
3.3.4 典型沉陷非积水区域分析
3.4 矿区沉陷等值线提取
3.5 矿区沉陷分级
4 讨论
4.1 E-MNDWI水体指数的普适性分析
4.2 SBAS-InSAR监测结果误差分析
4.3 沉陷分级标准选择的差异分析
4.4 数据选择及处理过程中的限制
4.5 高潜水位煤矿区沉陷信息提取对比分析
5 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 创新之处
5.3 展望
5.3.1 存在的不足
5.3.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文、参加项目科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的水体指数及其稳定性研究[J]. 黄远林,邓开元,任超,于志文,潘亚龙. 地球物理学进展. 2020(03)
[2]基于时序InSAR的常州市2015-2018年地面沉降监测[J]. 董少春,种亚辉,胡欢,黄璐璐. 南京大学学报(自然科学). 2019(03)
[3]时序InSAR的连云港及盐城北部地表沉降研究[J]. 董山,张永红,李明巨,康永辉,刘波. 测绘科学. 2019(03)
[4]井工开采对地表沉陷的影响研究[J]. 王创业,高照,李俊鹏. 煤炭技术. 2018(11)
[5]工作面开采沉陷对农田土壤和植被碳库扰动预评价[J]. 徐占军,冯俊芳,张媛,朱洪芬,余健. 煤炭学报. 2018(09)
[6]基于时序TM影像的淮南潘谢矿区采煤沉陷水域动态监测[J]. 王启元,肖武,李素萃,张文凯,张伟. 中国煤炭. 2018(07)
[7]基于哨兵1号的洪水淹没面积监测[J]. 范伟,何彬方,姚筠,张宏群,荀尚培,刘惠敏. 气象科技. 2018(02)
[8]水体指数构建及其在复杂环境下有效性研究[J]. 王小标,谢顺平,都金康. 遥感学报. 2018(02)
[9]面向对象变化向量分析的遥感影像变化检测[J]. 李亮,王蕾,孙晓鹏,应国伟. 遥感信息. 2017(06)
[10]高潜水位采煤沉陷区土地损毁程度评价[J]. 程琳琳,赵云肖,陈良. 农业工程学报. 2017(21)
硕士论文
[1]沛北矿区积水特征的遥感监测与预测研究[D]. 王安妮.中国矿业大学 2019
[2]基于InSAR的老采空区地表变形监测与分析[D]. 周祺超.西安科技大学 2017
[3]InSAR技术在地表变化监测中的应用[D]. 卢婷婷.长安大学 2015
[4]基于DInSAR采煤塌陷区地表沉降形变动态监测技术研究[D]. 李少朋.安徽理工大学 2014
[5]龙口市采煤塌陷区及水域淹没范围动态演变模拟分析[D]. 韩丛丛.山东师范大学 2008
[6]基于GIS和SPSS的地面沉降研究[D]. 高玉山.西南师范大学 2004
本文编号：3651584
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/3651584.html
