基于三维点云的岩体结构面自动分类与参数计算

结构面间距是岩体稳定性和力学特性分析中的一个重要参数，在岩石力学、采矿工程、边坡监测等领域的数值计算中广泛应用.本文以岩体边坡露头为研究对象，基于非接触测量获得的三维点云数据，提出一种基于密度聚类的结构面细化分类方法；在结构面粗略分组提取的基础上，通过投影变换、散乱点拟合等算法，求得结构面间距和岩体体积节理数.设计开发了结构面细化分类及间距等参数计算与分析原型系统，实际案例分析表明，本文方法可有效实现结构面的自动细化分类，并能够计算出间距等相关参数，可为岩体质量分级和岩体稳定性分析等提供方法支撑.     

基于多元回归模型的GB-SAR监测误差改正及形变分析

针对基于地基合成孔径雷达(GB-SAR)露天矿边坡监测原始影像干涉相位误差改正不准确导致形变数据精度偏低的关键问题,以马兰庄露天铁矿GB-SAR原始影像为数据源,对原始影像干涉相位误差来源和分布特征进行了分析.提出了利用三重阈值提取PS点和高质量PS点的方法,并基于高质量PS点相位与像元坐标建立了多元回归模型.依据该模型对PS点进行相位改正以获取准确形变相位和单幅影像形变量,并在时间序列上进行叠加分析.研究结果表明,基于多元回归模型的GB-SAR形变监测误差改正方法可以准确改正GB-SAR形变监测误差,提高了形变监测数据的精度.     

具有深凹特征的改进挂帮矿诱导冒落开采方法

大孤山铁矿为大型深凹露天铁矿山,在露天转地下过渡期中,采用诱导冒落法开采挂帮矿的新型露天转地下过渡模式.对大孤山铁矿现存挂帮矿进行三维建模分析,依据过渡模式的露天地下协同开采的安全要求,选择南帮挂帮矿作为过渡期第一阶段露天地下协同开采区域,通过采用合理的回采顺序控制边坡上塌陷坑范围和塌陷坑容积,使滑移体全部滑入塌陷坑.开采东帮挂帮矿为露天转地下第二阶段,利用露天原有运输系统迅速提高地下产能,并采用合理方式控制东帮边坡滑移岩体.最后采用该方法对大孤山铁矿露天转地下进行方案设计和验证.     

基于多轨道SBAS方法的露天矿高陡边坡形变监测

面向深凹露天矿形变监测,利用三组Sentinel-1数据对鞍钢集团大孤山铁矿进行小基线子集分析,研究了一种基于地形特征的坡向位移求解方法,将三组卫星视线(line of sight,LOS)方向形变转换为坡向位移.三组监测结果均与实测数据存在较高一致性,且与矿区降水量变化存在相关性.大孤山铁矿矿坑的形变区域主要集中在西北帮.研究表明:岩体结构、岩性与降水是影响露天矿坑边坡稳定性的主要因素.多轨道小基线子集法可作为常规监测手段来监测深凹露天矿潜在的形变,为防灾减灾、安全生产提供技术支持与依据.     

变形监测数据滤波的H_2/H_∞混合凸优化方案

目前流行的滤波方法卡尔曼滤波方法、小波处理方法不能处理非白噪声.针对噪声由白噪声和非白能量有限噪声组成情况,H∞优化滤波器考虑了非白能量有限噪声的最坏情况,但未顾及白噪声的影响.在噪声信号和系统的范数分析基础上,使用了混合滤波优化指标J作为优化目标,并给出其物理含义.针对H2滤波方案和H∞滤波方案的优缺点,通过LMI凸优化方法求解混合滤波器,并给出了仿真算例.     

基于无人机点云数据的露天采场矿车提取方法

针对在基于无人机点云数据进行露天采场验收测量过程中,由于矿车点集的存在导致验收精度降低的关键问题,提出了一种露天采场矿车点集自动提取方法.以哑巴岭露天采场无人机点云为数据源,首先利用渐进式形态学滤波算法分割出地面点与非地面点,然后通过改进的欧氏聚类算法对非地面点中的矿车点集进行聚类提取,最后基于国际摄影测量和遥感学会(ISPRS)提出的误差评判标准对矿车提取结果进行评估分析.分析结果表明,该方法可以有效提取露天采场中的矿车点集,为实现露天采场快速高效验收提供了重要的技术支持.     

基于可见光-近红外光谱的煤种分类方法

利用便携式地物光谱仪SVC HR-1024对92个烟煤和58个褐煤样本进行光谱测试,烟煤和褐煤在可见光-近红外波段光谱特征差异明显,褐煤的光谱反射率及其斜率均明显高于烟煤.在光谱特征分析的基础上,利用MAO模型法、随机森林法、BP神经网络法和ELM算法进行煤种分类.结果表明:MAO模型法和随机森林法的分类结果较优.若进行大面积、快速遥感识别时,对分类时间要求较高,应选择MAO模型法;若是小面积单一矿区分类,对分类准确率要求较高,选择随机森林法较为恰当.     

城市道路交叉口综合管线竖向辅助设计系统的设计与实现

城市道路交叉口综合管线竖向设计是管线规划中的一个重要内容,竖向设计结果是否合理直接影响整个管线系统的运行。针对道路交叉口管线竖向设计计算量大,约束条件多等特点,提出了建立竖向设计的方案并在AutoCAD平台下开发了道路交叉口综合管线的竖向设计辅助系统。     

变差函数稳健性研究

地质勘探过程中得到的样品数据往往偏离正态分布,这种情况下估算得到的变差函数值往往会偏离变差函数的实际值.针对这一问题,通过分析样品中成矿元素的分布特点,提出了采用稳健估计方法研究成矿的空间变差性,计算其变差函数.通过幂变换使样品服从正态分布,在此基础上采用稳健估计中的中位数法和三点均值法分别计算变差函数.采用交叉验证对变差函数模型最优性进行检验,结果表明采用稳健估计方法计算变差函数能够使估计值具有更高的精度.     

剔除变形监测粗差数据的新方法——数据跳跃法

当观测值中有多个粗差时拉依达法则一次只能剔除一个粗差,并且多个粗差之间互差不满足一定条件时拉依达法则失效.针对此问题在拉依达法则基础上提出了一种剔除变形监测粗差数据的新方法数据跳跃法.数据跳跃法克服了拉依达法则的部分局限性,可将含有粗差的变形监测值批量剔除,为一次剔除多个粗差提供了解决方法.采用该方法对实际监测数据进行了处理,取得了较好的效果.数据跳跃法为利用程序进行粗差判定与剔除提供了理论依据和算法.