矿山地面灾害监测地学传感网协同观测数据整体计算理论和形变机理

基本信息
批准号:41371373
项目类别:面上项目
资助金额:75.00
负责人:张锦
学科分类:
依托单位:太原理工大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王建民,王保平,侯莉琴,杜孙稳,朱文博,陈月娟,陈峰,郭怡帆,席茂
关键词:
区位系统模拟空间统计学时空预测空间相互作用模型灾害系统建模
结项摘要

The research on sensor networks GIS and real-time GIS is the international and domestic hot and focus topics in the field of geo-spatial information science. Through whole calculation and analysis with the data of geological disaster monitoring sensor networks fusion monitoring, the dynamic deformation field and deformation analysis mechanism are established, to complete the mining area ground disasters precise monitoring and forecast work, and timely, accurately and scientifically forecast, prevent and reduce the loss of mine ground disasters, which have important scientific significance and application value. The theories and methods on whole data processing of mine ground disaster monitoring sensor networks fusion monitoring are researched by survey data processing theory and method, spatial data processing theory and method, geological statistics, spatial clustering, data fusion and spatial analysis method system, and theory and method system are established on mine ground disaster monitoring data dynamic clustering and whole calculation. On the unified spatiotemporal monitoring datum, the method of establishing mine area dynamic deformation field are researched with long series geosensor networks collabrative surveying data, high resolution satellite remote sensing monitoring data and monitoring function zoning, the effectiveness of mining area dynamic deformation field is evaluated through the measured data, and deformation field model is optimized. The correlation factor analysis method is researched by combined with geological, mining layout and schedule data, and meteorological sensors, strata displacement sensors and so on, and disastrous mechanism model is established, which contribute to better serve mine safety production management and decision-making needs.

传感网GIS、实时GIS研究是国际国内地球空间信息科学领域的热点和前沿。通过对矿山地面灾害监测地学传感网协同观测数据进行整体计算分析,建立动态形变场和分析形变机理,进行矿区地面灾害精准监测及预报工作,对矿山及时准确科学预报、预防和减小地面灾害的损失,具有重要科学意义和应用价值。应用测量数据处理、空间数据处理、地统计学、空间聚类、数据融合和空间分析方法系统研究矿山地面灾害监测传感网协同监测整体数据处理,建立矿山地面灾害监测地学传感网协同观测数据动态聚类和整体计算的理论和方法体系。在统一的时空监测基准下,应用地学传感网长序列协同观测数据、高分辨率卫星遥感监测数据和监测功能分区,研究建立矿山区域动态形变场,通过实测数据评价矿山区域动态形变场的有效性,优化形变场模型。与地质、采矿布局和进度数据,以及气象传感器、岩层位移传感器等结合进行关联因子分析,分析研究形变机理,服务于矿山安全生产。

项目摘要

基于矿山地面灾害监测传感网系统,研究建立矿山地面监测地学传感网数据聚类和整体计算理论与方法体系,矿山区域动态形变场和灾变机理模型,有效服务于矿山安全生产。. 研究了监测事件的时间、空间和演化与时空测量基准的关系,分析边坡整体形变情况,为矿山安全功能区化划分提供准确的划分依据,也为动力学系统和时序过程的测量和定量研究提供了时空基准。对监测测绘基准坐标转换的粗差和可靠性问题进行了研究,提出了一种整体搜索算法,设计了用于探测观测数据中多个异常值的算法,修正受污染的观测值。. 考虑边坡变形的区域性,优化监测空间数据内插模型,实现了时空联合插值。对监测数据成果从形变量值、趋势、地理环境、空间变异,按照形变功能分区进行监测数据聚类分析。利用多传感器数据融合处理方法,对地学传感器时序数据进行整体融合计算。结合多期实际监测数据,提出了形变异常数据综合分析方法,对形变异常区域进行研究。. 基于层次化建模思想,研究了灾害链演化过程的分级抽象与逐级包含的框架,分别从现象层、变化要素层、抽象语义关联层,资源实现层实现了灾害链的语义分级描述。建立时空语义约束下的过程模型,结合数据集成方法实现灾变过程分析。以矿山开采沉陷灾害链为例,分析沉陷的灾害链式演化过程,验证模型的有效性。. 依据监测数据类型、内容和表达要求建立了监测数据信息图可视化表达的内容和方法,提供直观高效、重点突出、形式丰富的可视化图形,对矿山地面灾害监测具有重要的意义和作用。发展了地学传感器信息模型,实现了异构地学传感器的实时接入,将所有地学传感器数据在统一到矿区监测时空基准体系中进行管理和服务。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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