[發明專利]一種確定塌陷耕地損害邊界的方法

有效

• 申請號: 201210552842.9
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103047970A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 胡振琪;許獻磊
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C5/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域

本發明屬測繪和環境監測技術領域，特別涉及確定塌陷耕地損害邊界的技術方法。

背景技術

煤炭是中國最主要的能源，隨著中國采礦事業的迅速發展，其開發利用在對國民經濟發展發揮重要作用的同時，隨之帶來的問題也顯現出來。地下煤炭資源的大量采出導致采空區上覆巖層的平衡遭到破壞，產生變形，導致不同程度的地表塌陷損傷，地表塌陷損傷的形態有：下沉盆地、塌陷漏斗、臺階、地表裂縫等，在中國不同地區其塌陷程度也各異，比如在東部平原區是中國的煤炭—糧食復合主產區，地下的開采對地面耕地的破壞數量巨大，許多礦區出現了十分嚴重的地面塌陷，并引起了嚴重的礦區積水問題，其中損害耕地的比重更大，耕地面積減少、質量退化，已嚴重影響到該地區的農業生產,人民的日常生活。

根據現有的開采沉陷和三下采煤（指在建筑物下、鐵路下和水體下采煤方法）規范，下沉盆地指的是下沉深度大于10mm的區域。而對于耕地來說,塌陷大于10mm而對農業生產沒有影響，該區域為非損害區，只有塌陷對農作物產量產生影響的區域才是耕地損害區域。

目前礦區破壞耕地的邊界劃分缺少統一的標準，一方面造成在處理塌陷地糾紛中無法可循，導致工農矛盾加劇，另一方面也影響了土地復墾工作的實施，甚至對煤炭工業生產也造成了不可估量的損失。

發明內容

本發明的目的是為解決上述難題，提出一種確定塌陷耕地損害邊界的方法，旨在彌補塌陷損害耕地邊界劃分缺少統一標準的不足，本方法將基于遙感積水邊緣的塌陷緩沖模型與DEM差值法綜合在一起，可快速的確定塌陷耕地的邊界，為塌陷地的補償及治理提供基礎支撐。

本發明提出的一種確定塌陷耕地損害邊界的技術方法,其特征在于，包括以下步驟：

1）數據源的選取及待測塌陷損害區域范圍的確定：依據待測區損害發生的起始時間點和開展邊界確定工作的時間點設定檢測時間段，在該時間段中獲取礦區所在地區至少2個以上不同時相的遙感數據（包括衛星、航空遙感圖像和衛星、航空衛星影像立體相對）和地形圖數據（非遙感數據）；根據獲取的礦區煤炭分布和煤層信息以及開采信息(如采掘工程平面圖)，進行開采沉陷預計,繪制沉陷等值線圖,確定待測塌陷損害區域的初步范圍；

2）塌陷水域邊界信息提取：對所述遙感數據進行幾何校正、圖像融合、圖像增強處理、彩色合成、圖像融合處理，并根據步驟1)中確定的初步范圍邊界，從遙感圖像中刪除該初步范圍邊界外的圖像區域；利用多尺度小波變換邊緣檢測的方法對遙感圖像中的水域邊界進行檢測，并結合實地的典型土地調查信息，對提取出塌陷水域邊界信息進行確定和補充；對所述地形數據進行幾何校正處理，并根據步驟1)中確定的塌陷損害區域初步范圍在地形圖數據中分離提取出塌陷水域邊界信息；

3）塌陷地邊界緩沖模型的建立與地面塌陷深度信息的獲取：首先獲取待測區的地面沉降監測數據（礦區都設有沉降觀測站，用全站儀定期對觀測站中的觀測點進行觀測獲取數據），并根據沉降監測數據，通過數值模擬建立塌陷地邊界緩沖的指數模型：

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其中，F_i表示距離塌陷中心點（塌陷區域幾何中心點）不同距離上的塌陷程度，f₀表示空間實體的綜合規模指數，一般須經最大值標準化后參與運算，d₀表示該塌陷的最大影響距離，d_i表示在該塌陷中心最大影響距離內的某點距該中心的實際距離；根據所述邊界緩沖模型，對步驟2)中提取的塌陷水域邊界信息進行邊界緩沖處理，從而獲取初步范圍塌陷邊界信息以及地面塌陷深度信息；