[發(fā)明專利]一種智能礦山地質(zhì)環(huán)境信息評價系統(tǒng)及評價方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010018732.9
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111260187A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛曉剛;李彩虹;谷中元;遲喚昭;陳國強;秦宏宇
• 申請（專利權(quán)）人: 長春工程學(xué)院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06T17/05;G01C11/00;G01C5/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 趙紅霞

1.一種智能礦山地質(zhì)環(huán)境信息評價方法，其特征在于，所述智能礦山地質(zhì)環(huán)境信息評價方法包括以下步驟：

步驟一，通過攝像設(shè)備采集礦山地質(zhì)環(huán)境數(shù)據(jù)；通過地質(zhì)監(jiān)測設(shè)備利用礦山真三維模型采集礦山地質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù)：(Ⅰ)采用無人機三維傾斜攝影技術(shù)并搭載多臺傳感器，定期對礦山地表高程數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)進行采集；

(Ⅱ)根據(jù)所述高程數(shù)據(jù)和影像數(shù)據(jù)，制作礦山DEM數(shù)字高程、DOM遙感影像以及DSM地表模型，并生成礦山真三維模型；

(Ⅲ)根據(jù)所述礦山真三維模型，獲取礦山地表參數(shù)數(shù)據(jù)；

步驟二，通過主控機控制礦山地質(zhì)環(huán)境評價體系的正常工作；通過分析程序?qū)Σ杉牡V山地質(zhì)環(huán)境圖像進行分析環(huán)境狀態(tài)信息；通過對比程序?qū)⒌V山地質(zhì)參數(shù)與正常指數(shù)進行對比；

步驟三，對礦山地質(zhì)環(huán)境進行修復(fù)：(a)通過評價模型構(gòu)建程序獲取礦山待修復(fù)區(qū)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，建立水土流失評價的SWAT模型；

(b)根據(jù)SWAT模型進行生態(tài)分區(qū)，得到各生態(tài)分區(qū)的水土流失量；

(c)采用情景分析-試驗校正的方式，確定修復(fù)措施；

步驟四，通過評價程序根據(jù)環(huán)境狀態(tài)信息及對比結(jié)果對礦山地質(zhì)環(huán)境進行評價：(1)建立礦山地質(zhì)環(huán)境評價分層結(jié)構(gòu)模型；所述礦山地質(zhì)環(huán)境評價分層結(jié)構(gòu)模型包括三層，分別為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、因素層；

(2)構(gòu)建結(jié)構(gòu)模型的每個層次的評價指標(biāo)判斷矩陣；根據(jù)所述評價指標(biāo)判斷矩陣，計算評價指標(biāo)判斷矩陣對應(yīng)的每個層次的評價指標(biāo)的權(quán)值，確定有效評價指標(biāo)；

(3)對所有的有效評價指標(biāo)進行無綱量化處理，得到每個所述有效評價指標(biāo)的無綱量化權(quán)值；

(4)分別計算每個有效評價指標(biāo)的主觀權(quán)重、熵權(quán)值、客觀權(quán)重；

(5)根據(jù)每個所述有效評價指標(biāo)的主觀權(quán)重、客觀權(quán)重以及無綱量化權(quán)值，確定所述礦山地質(zhì)環(huán)境的評價等級；

步驟五，通過預(yù)警裝置對礦山沉陷進行預(yù)警：1)在礦區(qū)對監(jiān)測點進行布控，并且定期進行觀測，獲得監(jiān)測點的水準(zhǔn)高程數(shù)據(jù)和GPS水平位置數(shù)據(jù)；

2)利用Matlab軟件對離散的測量數(shù)據(jù)進行插值處理構(gòu)建數(shù)字高程模型；

3)對該礦區(qū)的合成孔徑雷達(dá)干涉影像與構(gòu)建的數(shù)字高程模型進行二軌差分干涉處理，得到礦區(qū)地表面狀形變監(jiān)測結(jié)果；

4)利用GPS與水準(zhǔn)監(jiān)測數(shù)據(jù)分別修正礦區(qū)地表形變水平與垂直監(jiān)測結(jié)果，得到高精度三維形變監(jiān)測圖；

5)建立GIS數(shù)據(jù)庫，將各種測量數(shù)據(jù)及處理后的數(shù)據(jù)，結(jié)合礦區(qū)的生產(chǎn)生活資料分別建立空間數(shù)據(jù)庫及屬性數(shù)據(jù)庫；

6)將多期的測量數(shù)據(jù)和合成孔徑雷達(dá)干涉測量獲取的數(shù)據(jù)重復(fù)步驟2)至4)，直至得到礦區(qū)三維時間序列形變圖；

7)對礦區(qū)三維時間序列形變圖進行三維顯示，使之具備能輸出任一點的剖面曲線圖、等值線圖或三維沉降圖；

8)分析最終的三維時間序列地表形變監(jiān)測結(jié)果，并根據(jù)設(shè)定的沉降、水平、傾斜、變形曲率閾值，將變形結(jié)果大于閾值的點視為危險點，確定危險點位置并進行預(yù)警；

步驟六，通過云服務(wù)器存儲采集的礦山地質(zhì)環(huán)境圖像、礦山地質(zhì)參數(shù)、評價結(jié)果的實時數(shù)據(jù)；通過顯示器顯示采集的礦山地質(zhì)環(huán)境圖像、礦山地質(zhì)參數(shù)、評價結(jié)果的實時數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述智能礦山地質(zhì)環(huán)境信息評價方法，其特征在于，步驟三中，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括子流域劃分?jǐn)?shù)據(jù)與水土流失評價數(shù)據(jù)，具體是指：

子流域劃分?jǐn)?shù)據(jù)：數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)；

水土流失評價數(shù)據(jù)：包括水文數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、土地數(shù)據(jù)以及植被數(shù)據(jù)；

所述水文數(shù)據(jù)為地表徑流量，氣象數(shù)據(jù)為氣象站點降雨量，土地數(shù)據(jù)為待修復(fù)礦區(qū)的土地利用圖，植被數(shù)據(jù)為根據(jù)矢量化的土地利用圖所建立的對應(yīng)地塊的植被種類。

3.如權(quán)利要求1所述智能礦山地質(zhì)環(huán)境信息評價方法，其特征在于，步驟三中，所述水土流失評價的SWAT模型包含從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取的因子參數(shù)，所述因子參數(shù)包括土壤侵蝕、坡長坡度、作物管理、水保措施、粗糙度；

所述生態(tài)分區(qū)具體是指，基于數(shù)字高程模型的子流域劃分對礦山待修復(fù)區(qū)的生態(tài)區(qū)進行劃分，且確定各子流域徑流的匯水點。