GIS在煤矿区塌陷监测中的应用研究

结合矿区开采沉陷研究工作的特点,分析了GIS在矿山塌陷监测领域应用的关键技术问题。通过GIS建模全面反映矿区的三维地理、地质信息及其内在属性,利用GIS的空间分析和图形显示功能对理论预计结果和现场监测结果进行综合分析,从而直观反映出开采沉陷对周围环境的影响程度及范围,希望能更好地为矿区经济建设,煤矿企业安全、生产、经营、管理及可持续发展服务。     

基于GIS和人工神经网络技术的开采沉陷预计建模方法

探讨了GIS支持下利用人工神经网络技术进行开采沉陷定量预测的方法和思路，完成了影响因素的选取、数据处理、开采沉陷初始预计模型的建立及验证。数据处理由GIS软件完成，采用BP神经网络训练方法对开采沉陷系统进行建模；进而结合验证结果，对误差进行了定性分析。研究结果表明，利用GIS支持下的神经网络模型对复杂的开采沉陷系统进行模拟预测，具有理论上的可行性和现实意义。说明GIS和人工神经网络技术在开采沉陷预计领域中具有广阔应用前景。     

顾及地表沉陷的矿区地貌可视化实现方法

在矿区开采沉陷预计结果的可视化过程中,由于矿区原始地貌离散高程数据与开采沉陷预计格网数据这两种空间数据不一致,数据融合很复杂,很难将矿区受开采沉陷影响后的地貌详实的显示出来.为此,基于CASS软件有效地融合了这两种空间数据,并成功的实现了顾及地表沉陷的矿区地貌可视化.该方法形象真实的反映矿区开采地表沉陷后的地貌特征,为分析和评价开采沉陷损害程度以及沉陷区治理提供了依据.     

基于VTK的地下矿开采沉陷预计研究与实现

为对地表沉陷进行方便准确的预计,以大型可视化工具包VTK为开发平台,对VTK过滤器进行扩展,将开采沉陷预计算法写入VTK过滤器,实现地下矿开采沉陷预计及三维可视化.首先设计vtk Conforming Delaunay2D类,实现相容Delaunay三角化,得到高质量的地表模型;再根据沉陷预计模型,设计开采沉陷预计过滤器vtk Subsidence Filter,实现沉陷计算;然后基于VTK实现属性提取和后处理,进而实现沉陷地表的动态更新;最后建立VTK流水管线,将结果三维可视化.该方法突破了以往VTK主要用于三维可视化的局限,通过扩展VTK过滤器,拓宽了其专业应用.研究成果可用于地下煤矿与金属矿开采沉陷预计、开采沉陷的土地资源管理与复垦以及自然崩落法放矿的矿岩接触面模拟.     

基于元胞自动机模型的开采沉陷模拟

 开采沉陷模拟对矿区的环境治理和生态恢复具有重要意义.本文将开采沉陷理论与地理元胞自动机相结合,基于GIS平台,以VS2010为开发工具,利用面向对象的方法,构建了开采沉陷元胞空间,探讨了开采沉陷元胞自动机模型的框架结构及实现方法,构建了开采沉陷模拟对象关系图,建立了开采沉陷元胞自动机演化模型.以山西某煤矿为例,开发了开采沉陷元胞自动机原型系统,根据研究区的煤层条件和开发方法,进行了模拟实验,分析未来开采沉陷的演变过程,为土地复垦和生态修复提供依据.结果表明,采用面向对象的方法能够较好地进行开采沉陷系统分析和开发,基于GIS和CA进行开采沉陷模拟,开发方便,系统兼容性好,能够展示更多的时空信息,便于数据管理.在空间划分上,CA模型能够与传统的预计方法有机融合,较为准确地预测未来的地表塌陷损毁情况,为塌陷区治理提供依据.由于开采沉陷涉及的学科较多,未来还需进一步完善演化模型,探讨三维空间下的系统演化过程,提高模拟的真实感和实用性.     

采煤沉陷区数字地形图更新的一种实现方法

基于开采沉陷预计的采煤区下沉等值线图不便于直观地反映矿区地形的动态变化，其图形数据结构与数字地形图存在差异，难以直接用于规划设计和矿区GIS分析。支中针对现有开采沉陷预计模型的特点，以通用数字化成图系统为操作平台，经过简单的数据处理后，实现了矿区大比例尺数字地形图的预测更新。实例应用表明，更新后的图形数据结构与原地形图完全相同，其精度满足大比例尺地形图的要求，可作为开采沉陷区土地规划和建立矿区地理信息系统的基础图件。     

煤矿采空区地表沉陷可视化仿真

为实现煤矿采空区地表沉陷可视化,结合MATLAB仿真技术,利用矿区地质煤层条件和岩移观测参数及地表沉陷有关数据,建立采空区地表沉陷以动态时间函数结合概率积分法的预计模型,对煤矿开采造成的地面沉陷区进行仿真计算和分析.结果表明:该方法能反映地表移动的动态特征,实现了煤炭开采对地面动态沉陷影响的较为精确的分析与计算,可以直观而精确地对地表变形各种图形自动绘制,为其它矿区制定采煤采空区的预防和治理方案提供一个交互的三维仿真平台及可靠依据.     

基于MO的地表移动观测站设计系统开发

为了实现观测站设计数据与图形统一管理,以及地表移动观测站的设计、自动化处理、及结果的可视化输出,利用VB.NET和MapObjects的无缝结合进行系统开发。以淮南矿业集团某矿区综采工作面地表岩移数据为例,验证了该系统,充分体现了GIS组件在解决有关开采沉陷的预计分析、变形监测和其保护问题中的实用性和有效性,对矿山开采一体化系统的开发具有指导意义。     

煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷预计

为对煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷进行预计,运用"等价采高"的概念,建立充填开采等价采高模型,得出了充填开采地表沉陷最大值计算公式;采用FLAC3D数值模拟软件对充填开采地表沉陷情况进行模拟,应用数学回归分析数值计算结果探究了充填开采地表下沉系数和等价采高的关系,最终确定高浓度胶结充填开采地表下沉系数与等价采高近似成数学常数e的指数函数关系;结合现场工程实践,计算得出在特定条件下新阳矿充填开采地表下沉系数为0.11,地表沉陷预计最大值为72.6 mm,与其他采用充填开采技术工作面的地表沉陷实测结果基本一致.     

煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷预计

为对煤矿井下高浓度胶结充填开采地表沉陷进行预计,运用"等价采高"的概念,建立了充填开采等价采高模型,得出了充填开采地表沉陷最大值计算公式;采用FLAC3D数值模拟软件对充填开采地表沉陷情况进行模拟,应用数学回归分析数值计算结果探究了充填开采地表下沉系数和等价采高的关系,最终确定高浓度胶结充填开采地表下沉系数与等价采高近似成数学常数的指数函数关系;结合现场工程实践,计算得出在特定条件下新阳矿充填开采地表下沉系数为0.11,地表沉陷预计最大值为72.6 mm,与其他采用充填开采技术工作面的地表沉陷实测结果基本一致.     

GIS的发展过程和发展趋势综述

通过对地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo-InformationSystem，简称GIS）的概念以及国内外地理信息系统的发展过程的阐述，提出了未来地理信息系统的謇展趋势。     

基于栅格法的矿难搜索机器人全局路径规划与局部避障

针对矿难发生后井下环境的不确定性,提出一种以矿难前的GIS(Geographic information system)地图为基础建立环境栅格模型并结合改进遗传算法的矿难搜索机器人全局路径规划方法.效仿蚁群算法中的信息素提出基于位置信息负反馈的方法,并结合优先权分组的思想,提出一种新的有效的种群初始化方法,同时将该种群初始化方法应用到变异算子中,且依据最优解的变化情况自适应地调整交叉和变异的概率.与此同时,针对环境信息的不同变化情况,结合全局路径规划结果对机器人进行局部避障方法的研究.最后,通过仿真实验证明本方法能够快速有效地在已知环境中得到机器人的最优路径,并且能够在局部变化的环境中实现实时避障.     

GIS思想用于MIS扩充的一个通用模型的开发

随着计算机在社会各领域的普通及应用，许多部门对地理信息的依据性越来越高，地理信息系统无疑是顺应这一趋势的产物，针对许多正在使用的管理信息系统提出了一个通用的ＧＩＳ扩充模型，实现了有关图像的编辑和基于图的属性信息查询，该模型具有较高的实用价值和良好的推广前景。     

校园GIS平台--基础地理信息数据库的建立

“数字校园”(校园GIS)是各大学期望建立的校务处理和辅助决策平台，而“数字校园”的基础是校园基础地理信息数据库．利用GIS软件，阐述了建立校园基础地理信息数据库的技术、过程和内容，完成了建立校园基础地理信息数据库的初步研究，并提出了建设校园GIS的目标。     

时空数据模型研究原则与表达方法的探讨

时空数据模型的三个基本要素是空间位置、属性和时间．确定研究尺度范围内地理信息基元，合理表达时空关系和模型的层次体系是时空数据模型研究的基本原则．时空数据模型的表达方法主要有序列快照模型、基图修正模型、时空复合立方体模型、基于特征的时空数据模型和图谱数据模型．目前条件下，时空数据模型研究的重要意义在于，扩展传统地理信息系统的功能，实现时态地理信息系统(TGIS)的时序分析与规律预测．     

兖州矿区土地利用变化对生态系统服务价值的影响

基于遥感和GIS技术反演并分析兖州矿区1994-2013年间的土地利用变化,运用生态系统服务价值（ESV）理论评估矿区生态服务价值变化,同时根据土地利用结构分析土地利用变化引起的生态服务系统价值变化及其驱动因素。结果显示：1994-2013年间研究区内水域面积年增长率最高,达10.31%;其次为建设用地和林地,分别为8.46%、3.06%;耕地以-1.85%的年变化率减少,主要转化为水域和建设用地。生态系统服务价值评估表明,研究区域总价值上升了2.03亿元,主要原因在于林地的转入和采煤塌陷造成的耕地向水域的转化。由于耕地的减少,食物生产功能价值下降,但与湿地相关的其他各项功能价值均上升。研究结果可为矿区采煤塌陷湿地治理提供参考依据。     

信阳市农业信息系统的构建与功能设计

随着市场经济的繁荣和城市走向现代化，构建地理信息系统势在必行．本文就信阳市农业发展的现状，提出了构建信阳农业信息系统的必要性；介绍了利用遥感技术、GPS技术、WEB技术和地理信息系统工具。建立信阳市农业地理信息系统的方法；设计了信阳市农业地理信息系统的构成及其功能特点．     

地理信息系统的发展历程与趋势

从地理信息系统的定义与特点等方面出发,介绍了地理信息系统的基本概念,通过回顾地理信息系统在国内外的发展历程,对该技术在今后的发展进行了展望。     

基于GIS的旅游景区信息系统研究

介绍了地理信息系统在空间数据分析方面的应用，结合景区的旅游资源，对GIS技术下景区旅游信息系统的实现进行了探讨，提出了实现方案和技术路线。