地表移动监测
西101地表岩移观测工作总结
西101综放工作面灰渣库下综放开采资料甘肃靖远煤电股份有限公司大水头煤矿2013年10月26日一、概况1、地理位置：西一采区101工作面地面位于刀楞山以北，罗家川、总机厂以南，西部有靖远电厂灰水坝，水体三面由地表出露的丘陵所围，西翼为人工坝体。
西101东部地表大部分为旱田沙地，地表之上大部分地区为丘陵地带，地面标高为：1595m～1625m。
2、井下位置及四邻采掘情况：西101工作面处1120水平，工作面煤层底板标高为1080m～1115m。
东与西一采区运输上山、回风上山及中201工作面开切眼为界，西以Ⅰ勘探线为界，南以DF9断层为界，北以西1120运输大巷为界。
3、工作面走向长507m，倾斜宽为110/90m，在回风顺槽靠切眼段因DF9号断层限制设计呈“刀把子”形状，面积合计为：54460㎡，煤层厚度为5.5m～8.5m，平均为6.5m。
煤层结构为单一结构，倾角约2˚～12˚。
4、地质构造：走向方向，西101工作面煤层底板总体变化是北东倾斜的背斜构造形态，东西部稍低，中部稍高，工作面中部小褶曲构造发育;倾向方向，工作面煤层底板运输顺槽整体低于回风顺槽，呈单斜构造，煤层倾角在 2˚～12˚。
西一采区101工作面区域范围内南北向有DF9、F40号两大断层，两断层落差均较大，其中DF9断层落差约40m左右，F40号断层落差约45m左右，两断层走向大致与西101工作面走向一致，是制约工作面倾斜宽度的主要地质构造；由于F40断层为正断层，受断层牵引应力作用，F40断层附近煤层较薄，DF9断层为正断层，受断层拉应力作用，靠近DF9断层回风顺槽一侧煤层较薄。
除以上两断层之外，在掘进过程中还揭露出F西101-1、F西101-2、F西101-3断层三条中小型断层，FF西101-3断层均为与工作面斜交正断层，F西101-1在工作面内延展西101-1、长度90m左右，F西101-1落差5米左右，煤层完全断开；F西101-3断层在工作面内延展长度100m左右，F西101-3落差2m以下；F西101-2断层为走向断层，落差3米左右，断层面在西101运输顺槽内展布，下降盘（南盘）整体在工作面内，延展长度100m左右。
矿山地表及岩层移动观测
矿山地表及岩层移动观测为了保护井巷、建筑物、水体、铁路等免受开采的有害影响，合理提高煤炭资源回收率，并为留设保护煤柱提供技术资料，新建矿井应开展地表及岩层的移动观测工作。
地表及岩层的移动观测工作设置的各种观测站必须编写岩移观测方案，并报请集团公司地质勘测处审批。
观测站设计由文字说明和图纸两部分组成。
文字部分包括观测站设计书。
图纸包括井上、下对照图（包括观测线和观测点的位置）、观测线剖面图（包括观测线长度的确定）、岩层柱状图、观测点的构造图等。
矿区设置观测站时应统一规划，并选择在有代表性的地方设置。
地表移动观测站位置的选择，应遵循由简单到复杂的原则，初次建立地表移动观测站的位置应满足：煤层走向、倾角及厚度均稳定，地势平坦，无大断层，单煤层开采，四周无采空区。
地表移动观测站一般可设走向观测线和倾斜观测线各一条，设在移动盆地的主断面位置。
如回采工作面的走向长度大于1.4H0+50m（式中H0为平均开采深度），亦可设置两条倾斜观测线，但至少应相距50m，并且应距开切眼或停采线0.7H以上。
观测点间距离应根据开采深度按下表21确定。
表21矿山企业应根据矿区地面控制网，按5″级导线（网）精度要求建立岩移观测控制网。
各控制点和观测点的高程测量应组成水准网，按三等水准测量的要求进行观测。
控制点和观测点的设置应符合下列要求：（一）埋设的控制点和观测点必须用全站仪按设计标定，并应尽可能使观测点中心位于控制点连线的方向上；（二）在非冻土地区，测点的埋设深度应不小于0．6m。
在冻土地区，测点的底面一般应在冻结线0.5m以下。
测点可采用浇注式或混凝土预制件；（三）当地表至冻结线下0.5m内有含水层时，一般应采用钢管式测点；（四）埋设的测点应便于观测和保存。
如预计地表下沉后测点可能被水淹没，则点的结构应便于加高；（五）在一般情况下，倾斜观测线上观测点编号应自下山向上山方向顺序增加，走向观测线上观测点编号应按工作面推进方向顺序增加。
矿山开采地表移动变形观测站设计与监测技术
的高程测量数据袁 现有的平面位置遥 五是本地矿山 开采已有的移动相关系数遥 一般而言袁 设计参数都 是根据已有资料来确定的袁 而有些矿区是新矿袁 此 时设计参数应参照同一地区其他矿上的资料或者找 土质尧 地质条件相近的矿的参数资料遥 1.2 观测站类型的选择
观测站可分为下面 3 类院 一是按设站地点分为 地表移动尧 岩移尧 专门观测站遥 二是从时间上分为 普通观测站尧 短期观测站遥 三是按照布站的形式分 为网状观测站尧 剖面线观测站遥 一般由两条平面垂 直的走向观测线和倾向观测线组成遥 通过大量的观 测求出它们在井下开采过程中随时间和条件的改变 的规律袁 为了获得高精度袁 可设置多个观测站[10-11]遥 1.3 观测站设计依据
[基金项目] 安徽省科研创新项目支持渊 201310361334冤 收稿日期院圆园15原04原18曰修回日期院圆园15原08原17 作者简介院张官进渊 1989- 冤 袁男袁安徽宿州人袁硕士袁主要从事大地测量学与测量工程研究袁E- mail院1006030817@遥
SCI-TECH INNOVATION & PRODUCTIVITY
设计观测站要准备大量的已有资料院 一是 1∶ 1 000 或者 1∶2 000 的井上下对照图和开采计划图袁 根据这张图至少可以确定观测地区井上下的对应关 系遥 二是设站区的地质和水文资料遥 三是井下开采 工作面的设计资料袁 基本的有巷道布置尧 顶板管理 方法以及开采厚度尧 周围开采情况等遥 四是控制点
煤层开采地表移动变形监测方法浅析
煤层开采地表移动变形监测方法浅析摘要：根据矿区实际情况，设计合理的变形监测网实施方案，对煤层开采地表移动和变形进行监测，将变形监测数据进行处理，求出下沉的影响范围及分析移动变形规律。
关键字：开采沉陷、地表移动、充分采动一、前言开采引起的地表移动过程，受多种地质采矿因素的影响，因此，开采深度、开采厚度、采煤方法及煤层产状等因素的不同，地表移动和破坏的形式也不同。
地下采矿对地表移动的影响主要有垂直方向的移动和变形（下沉、倾斜、曲率、扭曲），水平方向的移动变形（水平移动、拉伸与压缩变形）以及地表平面内的剪应变三类。
二、地表移动变形监测与数据分析的基本理论（一）监测方案1．观测站设计时必须具备以下资料:(1) 设站地区的井上对照图,以便确定观测地区井下开采和地面位置的关系.图的比例尺一般为1：1000或2：1000。
(2) 设站地区的地质和水文地址资料，包括：地形地质图、地质柱状图、煤层赋存条件、覆岩物理力学性质、水文条件等。
(3) 开采工作面设计资料，包括：巷道布设、采煤方法、顶板管理方法、开采厚度、工作面推进速度、回采时间及周围开采情况。
(4) 观测地区井上下测量资料，主要是；控制点、导线点和水准点的坐标。
(5) 矿区已有的开采沉陷资料，如：移动角、最大下沉角、充分采动角、松散层移动角及其他有关参数。
若矿区尚无自己的沉陷参数时，可选用地质采矿条件相似矿区的参数进行设计。
2．观测站的布设形式根据设站目的，合理地选择观测站的布设形式是十分重要的，目前我国矿区大多数采用剖面线状观测站，在研究地表非主断面上任何点的移动时才设成网状观测站。
剖面线状的地表移动观测站测线布设形状如图1：图1 观测站的布置形式示意图观测站一般由两条观测线组成，一条沿煤层走向方向，一条沿倾斜方向，它们互相垂直并相交。
观测线布设形式主要考虑如下问题：（1）开采工作面尺寸是否达到充分采动；（2）目前工作面是否开采，开采工作面推进速度，测线设置的测点位置在设置前不应采动；（3）根据设站目的确定观测线的长度和条数；（4）设站区地面地貌和地物情况；如图2：图2地面移动观测站示意图3．地表移动观测站的观测工作表移动观测站,无论是短期观测站还是长期观测站均观测观测线上各测点在时间和空间上的位置变化。
RTK定位技术在地表移动沉降观测中的应用
和倾向方向上设置 ２ 条相交的近主断面观 矿区办公大楼顶上基 １ 点作为中心．以工 采用混凝土预制件。 测点结构为正四棱台． 测线 ； 采用 Ｒ Ｋ定位技术、 Ｔ 全站仪测量系 作面沉降影响范围外的矿区 Ｄ级 Ｇ Ｓ 顶面尺寸为 ２０ ２０（ｍ ，底面尺寸为 Ｐ 控 ０ ｘ０ ｍ １ 统和三、 四等水准测量、 等先进的测量技术 制点 Ｄ ８、０ ６Ｄ ７ 等 ６ ０８Ｄ ９ 、０５ 个控制点作为 ３０ ３０ ｍ ， ５０ ｍ 点中心埋设一根 ０ｘ０（ ） ０ｍ 。 ｍ 高
考虑到矿井地质条件 、 １ 工作面的 度为：在静态测量和快速静态状态下的平 ３２ ２
中不受采动的影响， ３ １ 工作面地表沉 初采位置和停采位置及其上方地面的地形 面 精 度 ：ｍ ｌｐ 此 ２２ ５ ｍ＋ ｐｍ；垂 直 精度 ：ｍ ５ ｍ＋
并顾及控制点和监测点的长期保 ２ｐ ） 降观测站各监测点的平面位置采用 Ｒ Ｋ 条件等， Ｔ ｐｍ 。 进行观测， 监测点的高程以已知高级控制 存及土地占用等因素，该地表移动观测站 （） １架立基准站系统： 基准站到达基 １ 点为基准采用水准测量的形式进行观测 ， 由沿农村道路、田埂布设的两条相交的近 点后， 使用三脚架、 带有光学对中器和整平 所选监测点位置均在工作面影响范围外。 主断面观测线组成。即沿走向主断面方向 水泡的基座在点位上对中整平。连接 Ｇ Ｓ Ｐ
理留设 、 村庄搬迁、 建筑物损害治理 、 土地 行严格对中， 然后静止观测几分钟 ， 通过对 测点埋设。观测线的控制点和监测点 复垦及矿区生态环境恢复与重建提供科学 各基准点的精准观测得到最准确的数据然 在实地采用 Ｒ Ｋ Ｇ Ｓ Ｔ Ｐ 进行点位测设。测
依据和技术保证。 后和基准点已有数据进行校正拟合，最后 设时主要考虑便于点位保存 ． 一般将点位 可以得出最佳的转换参数，这样可以进一 设置在农村道路或农田的田埂上。测点的 二 、 区地 表移 动监 测 网的建 立 矿 步提高 Ｒ Ｋ观测的精度。 Ｔ 埋设采用常规方法进行， 埋设时标石下部 ２高程基准点的选择 ． 目 ，国内外用于大地形变测量监测 前 均用混凝土固结。
矿山采空区地表移动观测设计及实施
矿山采空区地表移动观测设计及实施发布时间：2022-10-24T05:57:50.482Z 来源：《科技新时代》2022年第10期作者：杨小虎1，何迪1[导读] 目前，无论是“三下”开采、留置保护煤柱、对矿区开采沉陷破坏的控制还是矿区环境保护Design and Implementation of Surface Mobile Observation in Mine Goaf杨小虎1，何迪1Yang Xiaohu1,HE Di1（1．陕西航空职业技术学院材料与建筑工程学院，陕西汉中 723100）(1. School of Materials and Construction Engineering, Shaanxi Aviation V ocational and Technical College, Hanzhong 723100, Shaanxi, China) 摘要：目前，无论是“三下”开采、留置保护煤柱、对矿区开采沉陷破坏的控制还是矿区环境保护，都离不开对因开采造成的地表移动变形规律的观测分析的研究。
此项研究是解决矿区压煤开采、环境保护和沉陷区治理等“三下”问题的重要基础。
因此，进行矿山采空区地表移动观测设计及实施的专门研究，对于矿区煤层合理开发、安全、地表建（构）筑物及生态环境保护具有十分重要的理论研究意义和应用价值，本文以陕北某煤矿采空区为例，开展地表位移观测设计和实施工作。
关键词：矿山采空区；地表位移；观测站；Abstract: At present, whether it is "three-down" mining, retaining and protecting coal pillars, controlling mining subsidence damage in mining areas, or environmental protection in mining areas, it is inseparable from the observation and analysis of the law of surface movement and deformation caused by mining. This research is an important basis for solving the "three lower" problems of coal pressing, environmental protection and subsidence management in mining areas. Therefore, the special research on the design and implementation of the surface movement observation in the mine goaf has very important theoretical research significance and application value for the reasonable development, safety, surface construction (structure) and ecological environment protection of the coal seam in the mining area. Taking the goaf of a coal mine in the north as an example, the design and implementation of surface displacement observation are carried out.Key words: mine goaf; surface displacement; observation station;1概述近年来，全国范围里随着煤矿的大量开采，为国家创造了很大的经济效益，但同时也是付出了环境的代价，破坏了矿区原有的地形、地貌和该地区的自然景观，留下了坑坑洼洼的采矿场以及四处塌陷的采空区[1]。
如何使用测绘技术进行地表变化监测
如何使用测绘技术进行地表变化监测在当今快速发展的社会中，地表变化成为一个备受关注的话题。
随着城市化的不断推进和自然环境的改变，了解和监测地表变化对于我们理解并保护环境具有重要意义。
测绘技术作为一种可靠、准确的工具，可以帮助我们实现地表变化的监测。
本文将讨论如何使用测绘技术进行地表变化监测。
首先，谈到测绘技术，我们会想到全球定位系统（GPS）。
GPS是一种基于卫星系统的定位和导航工具，可以提供高精度的地理位置信息。
通过安装在地面上的GPS接收器，我们可以收集到大量的位置数据。
这些数据可以用来追踪和监测地表变化。
比如，我们可以在不同时间点测量同一地点的GPS坐标，通过对比这些数据，我们就可以了解到地表的移动和变化情况。
此外，激光雷达技术也是一种可以用于地表变化监测的测绘技术。
激光雷达通过发射激光束，并测量激光束被地面物体反射后返回的时间和强度来获取地理信息。
通过在不同时间对同一地点进行激光雷达扫描，我们可以得到地表的三维点云数据。
通过对比不同时间点的点云数据，我们可以观察地表的高程和形状的变化。
这对于研究土地沉降、冰川消退以及地质灾害等地表变化现象非常有用。
除了GPS和激光雷达技术，卫星遥感也是一种常用的测绘技术，可以用于地表变化监测。
卫星遥感技术通过卫星传感器捕捉地表反射、辐射和散射的电磁波，并将其转化为有用的信息。
这些信息可以用来观察地表的颜色、温度、植被覆盖以及水体面积等变化。
比如，在研究城市扩张和土地利用变化时，我们可以通过对比不同时间的卫星影像来分析建筑物、农田和植被的变化情况。
除了上述提到的测绘技术，地面监测站也是地表变化监测的重要工具之一。
地面监测站通过安装在地面上的传感器来收集不同地点的地表数据。
这些传感器可以实时监测地表的温度、湿度、位移等信息。
通过与其他测绘数据进行对比，我们可以得到全面的地表变化信息。
比如，在研究火山喷发和地震活动时，地面监测站可以提供非常重要的数据，帮助我们了解地表的变化情况。
煤矿地表移动和岩移观测
煤矿地表移动和岩移观测文／高清龙（黑龙江黑河市一五一煤矿）【摘要】通过建立一五一煤矿地面岩移观测站，定期对整个观测站进行全面水准测量，严密监测地表下沉和变形，进而对观测资料进行整理，对地表移动和变形参数进行计算，得出了一五一煤矿井下开采后地表的下沉和移动规律，为进一步研究煤矿地表沉陷提供了数据和理论基础。
【关键字】观测站；地表移动和变形：下沉速度；岩移观测；岩移参数0．前言一五一煤矿已开采多年，为掌握矿区地表移动和变形的基本规律，保证地面矿西村村民的生命财产安全，建立了地面岩移观测站。
1．开采条件本矿井位于黑宝山～木耳气煤盆地的西南部，即小兴安岭西南坡，属低山丘陵区，海拔高度在+480. 6m-+379. 4m之间，一般标高在+40Om。
地势北东高，西南低，相对高差为50m左右。
本区溪流属嫩江水系，夏季地表径流通畅，冬季冰封断流，主要河流为泥鳅河，总体流向为南西。
观测区内村庄周围为农田，村庄南部农田受采动影响，局部有轻微的地表沉降现象，夏季有一定的积水，周围山顶有国家三等坐标点，通视良好，有利于设站和控制测点的连接测量工作。
矿体呈北东一南西走向，倾向南，煤层倾角15°～20°，开采106工作面位于F1108正断层下盘附近，地质条件复杂，小构造较发育，煤层赋存条件变化大。
工作面走向长510m，倾斜长108m，采用走向长壁跨落法回采，煤层顶板为灰白色凝灰质细砂岩、含砾中粗砂岩等；底板为浅灰色泥岩、凝灰角砾岩、粗砂岩。
工作面出水水源主要为煤层顶板砂岩水，水文地质条件简单。
2．观测线（点）设计2.1参数选择根据《煤矿测量规程》，确定观测线长度所用的移动角应使用本井田已求得的角值，由于该矿之前无实测数据，故选用临近的地质采矿条件相类似矿区的综合数值。
另外具体限差按《规程》有关条款执行，数据见表12.2观测线位置的选择1061作面回风巷采深Hl为315m，运输巷采深H2为345m，平均采深HO为330m，工作面走向长510m。
小黑河下开采地表移动变形观测及结果
小黑河下开采地表移动变形观测及结果摘要：通过对地表的岩层移动观测，经计算后确定各种参数，为以后河流水体下安全开采提供依据。
关键词：布设走向倾向观测站岩移参数山东丰源远航煤业赵坡煤矿采区上方有小黑河穿流经过，针对小黑河下开采的特殊性，在小黑河开采影响区域建立了地表移动变形观测站，通过采用先进的野外观测技术，取得了高精度的地表移动变形资料。
主要过程及计算结果如下：1 地表移动观测站的布设地表移动观测站地处12312、12313工作面正上方。
该区域地表上有小黑河，地面标高在43.5m左右。
沿小黑河南北河堤各布设一条观测线，在工作面中间沿煤层倾向方向布设一条观测线。
1.1 走向观测线：此次沿小黑河南北河堤各布设一条观测线，每条走向观测线全长1400m。
1.2 倾向观测线：在工作面中部，基本垂直于小黑河南北河堤的位置上布设一条观测线，倾向观测线全长1100m。
1.3 观测线长度的计算。
算走向观测线长度：由开切眼向工作面推进方向，以角值（？啄-？驻？啄）划线与基岩和松散层交接面相交，再从交点以？椎角划线与地表相交于e点。
e点便是不受邻区开采影响的点。
在工作面停采线处，向工作面外侧用（？啄-？驻？啄）角划线与基岩和松散层的交接面相交于一点，再从此交点用？椎角划线与地表相交于f点。
沿ef走向设定垂直于倾斜观测线的观测线。
稍稍超过交点一段距离得点g，进而将fg确定为走向观测线的工作长度（参见图1）。
计算倾斜观测线长度：在移动盆地倾斜主断面上设定倾斜观测线长度。
先从采区上、下边界分别以（？酌-？驻？酌）和（？茁-？驻？茁）划线与基岩和松散层交接面相交，再从交点以？椎角划线交于地表a、b点，ab就是倾斜观测线的工作长度（参见图2）。
本观测站共设置了135个工作测点，8个控制点。
测区首级平面控制网布设e级gps网。
在测区内布设8个gps点（不包括两个高级控制点），网中联测控制点两个。
2 观测站的处理为保证地表移动变形观测站测点能够与地表土层的移动同步，12312、12313工作面地表移动变形观测站测点均采用混凝土预浇灌。
矿区地表移动“空天地”一体化监测技术研究
㊀第４８卷第２期煤炭科学技术Ｖｏｌ ４８㊀Ｎｏ ２㊀㊀２０２０年２月ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ㊀Ｆｅｂ.２０２０㊀移动扫码阅读张㊀凯ꎬ李全生ꎬ戴华阳ꎬ等.矿区地表移动 空天地 一体化监测技术研究[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０２０ꎬ４８(２):２０７－２１３ ｄｏｉ:１０ １３１９９/ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２０ ０２ ０２７ＺＨＡＮＧＫａｉꎬＬＩＱｕａｎｓｈｅｎｇꎬＤＡＩＨｕａｙａｎｇꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃｅｏｆ ｓｐａｃｅ－ｓｋｙ－ｇｒｏｕｎｄ ｏｎｓｕｒｆａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａ[Ｊ].ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ４８(２):２０７－２１３ ｄｏｉ:１０ １３１９９/ｊ ｃｎｋｉ ｃｓｔ ２０２０ ０２ ０２７矿区地表移动 空天地 一体化监测技术研究张㊀凯１ꎬ２ꎬ李全生１ꎬ２ꎬ戴华阳３ꎬ郭俊廷２ꎬ阎跃观３(１.国家能源投资集团有限责任公司２０３０项目办公室ꎬ北京㊀１０００１１ꎻ２.煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室ꎬ北京㊀１０２２０９ꎻ３.中国矿业大学(北京)ꎬ北京㊀１０００８３)摘㊀要:矿区地表移动观测是研究开采影响规律㊁损害防治㊁矿区地质灾害预警㊁开采减损方案设计或优化的主要手段和依据ꎮ因观测技术的局限性和矿区地形条件的复杂性ꎬ使得观测工作在观测精度㊁观测效率㊁人力投入㊁经济成本及数据处理等方面难以满足实际需求ꎮ为实现复杂地形或大区域条件下矿区地表移动的高效㊁高精度观测ꎬ阐述了目前矿区常用的精密水准测量㊁导线测量㊁ＧＮＳＳ测量技术㊁ＩｎＳＡＲ测量技术㊁无人机遥感测量技术㊁激光雷达扫描技术在观测精度㊁作业效率㊁数据可靠性等方面的优势和不足ꎻ针对传感器空间位置特征㊁数据采集特征以及数据的可融合性ꎬ提出了传统高精度测量与现代高效快速大范围测量相结合的空天地一体化监测技术ꎬ建立了集数据采集㊁数据处理及结果展示为一体的空天地一体化监测体系ꎻ提出了数据采集以高精度㊁高效率㊁低成本ꎬ数据处理以高质量㊁快速ꎬ结果展示以直观㊁全面的空天地一体化监测准则ꎮ采用ＩｎＳＡＲ㊁ＧＮＳＳ㊁三维激光扫描技术在神东上湾矿进行了监测ꎬ较好地分析了地表下沉分布特征ꎬ协同监测结果表明ꎬ在开采面积０.５８ｋｍ２时ꎬ地表沉陷面积０.７１ｋｍ２ꎬ最大下沉量５８１２~６３００ｍｍꎬ下沉系数０.６８~０.７２ꎬ与动态实时监测结果一致ꎮ应用结果表明ꎬ空天地一体化监测多源数据融合方法ꎬ可以满足浅埋㊁高强度开采㊁复杂地形及植被影响矿区的地表移动观测需求ꎮ关键词:矿区采动影响ꎻ地表移动观测ꎻ空天地一体化监测ꎻ现场实测ꎻ复杂地形中图分类号:ＴＤ３２５㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:０２５３－２３３６(２０２０)０２－０２０７－０７Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃｅｏｆ ｓｐａｃｅ－ｓｋｙ－ｇｒｏｕｎｄ ｏｎｓｕｒｆａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａＺＨＡＮＧＫａｉ１ꎬ２ꎬＬＩＱｕａｎｓｈｅｎｇ１ꎬ２ꎬＤＡＩＨｕａｙａｎｇ３ꎬＧＵＯＪｕｎｔｉｎｇ２ꎬＹＡＮＹｕｅｇｕａｎ３(１.２０３０ＰｒｏｊｅｃｔＯｆｆｉｃｅꎬＮａｔｉｏｎａｌＥｎｅｒｇｙＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔＧｒｏｕｐＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＢｅｉｊｉｎｇ㊀１０００１１ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＣｏａｌＭｉｎｉｎｇꎬＢｅｉｊｉｎｇ㊀１０２２０９ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－ＢｅｉｊｉｎｇꎬＢｅｉｊｉｎｇ㊀１０００８３ꎬＣｈｉｎａ)收稿日期:２０１９－１１－１０ꎻ责任编辑:杨正凯基金项目:国家重点研发计划资助项目(２０１６ＹＦＣ０５０１１００)ꎻ煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室资助项目(ＧＪＮＹ－１８－７７ꎬＳＨＧＦ－１６－２４)作者简介:张㊀凯(１９８０ )ꎬ男ꎬ江西新余人ꎬ高级工程师ꎬ博士ꎮＴｅｌ:０１０－５８１３１７９６ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｋａｉ.ｚｈａｎｇ＠ｃｈｎｅｎｅｒｇｙ.ｃｏｍ.ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔ:Ｇｒｏｕｎｄｓｕｒｆａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｉｓｔｈｅｍａｉｎｍｅａｎｓａｎｄｂａｓｉｓｆｏｒｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｌａｗｏｆｍｉｎｉｎｇｉｎｆｌｕｅｎｃｅꎬｄａｍ￣ａｇｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎꎬｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｏｆｍｉｎｉｎｇａｒｅａｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓａｓｔｅｒｓꎬｄｅｓｉｇｎｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｉｎｉｎｇｄａｍａｇｅｒｅｄｕｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ.Ｄｕｅｔｏｔｈｅｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｎｄｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｔｈｅｔｅｒｒａｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍｉｎｉｎｇａｒｅａꎬｉｔｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｍｅｅｔｔｈｅａｃｔｕａｌｎｅｅｄｓｍｅｅｔｔｈｅａｃｔｕａｌｎｅｅｄｓｉｎｔｅｒｍｓｏｆｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙꎬｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｍａｎｐｏｗｅｒｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔꎬｅｃｏｎｏｍｉｃｃｏｓｔａｎｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓｕｎｄｅｒｃｏｍｐｌｅｘｔｅｒｒａｉｎｏｒｌａｒｇｅ－ａｒ￣ｅａｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｌｅｖｅｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔꎬｔｒａｖｅｒｓｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔꎬＧＮＳＳｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＩｎＳＡＲｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＵＡＶｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬａｎｄＬｉｄａｒｓｃａｎｎｉｎｇｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓａｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄꎬａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｅｒｍｓｏｆｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙꎬｗｏｒｋｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙꎬｄａｔａｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙꎬｅｔｃ.Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｓｐａｔｉａｌｌｏｃａｔｉｏｎｃｈａｒ￣ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｅｎｓｏｒｓꎬｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄａｎｄｔｈｅｆｕｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｄａｔａꎬａｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅ￣ｍｅｎｔａｎｄｍｏｄｅｒｎｈｉｇｈ－ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｆａｓｔｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ.Ｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆａｉｒａｎｄｓｐａｃｅ７０２２０２０年第２期煤炭科学技术第４８卷ｈａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄａｔａｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎꎬｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｄｉｓｐｌａｙ.Ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｓｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎꎬｈｉｇｈｅｆ￣ｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｌｏｗｃｏｓｔｆｏｒｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎꎬａｎｄｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙａｎｄｆａｓｔｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｄｉｓｐｌａｙｅｄｗｉｔｈｉｎｔｕｉｔｉｖｅａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎ￣ｓｉｖｅａｉｒ－ｓｐａｃｅ－ｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ.ＵｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄꎬＩｎＳＡＲꎬＧＮＳＳａｎｄ３ＤｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｍｏｎｉｔｏｒａｎｄａｐｐｌｙｉｎＳｈｅｎｄｏｎｇＳｈａｎｇｗａｎｍｉｎｅꎬａｎｄｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｗｅｒｅｗｅｌｌａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｒｅａｗａｓ０.５８~０.７１ｋｍ２ꎬｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｉｎｋｉｎｇａｍｏｕｎｔｉｓ５８１２~６３００ｍｍꎬａｎｄｔｈｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｆａｃｔｏｒｉｓ０.６８~０.７２ꎬｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅａｌ－ｔｉｍｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ.Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｓｏｕｒｃｅｄａｔａｆｕｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｉｒ－ｓｐａｃｅ－ｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｈａｌｌｏｗ－ｂｕｒｉｅｄꎬｈｉｇｈ－ｉｎ￣ｔｅｎｓｉｔｙｍｉｎｉｎｇꎬｃｏｍｐｌｅｘｔｅｒｒａｉｎａｎｄｖｅｇｅｔａｔｉｏｎａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｍｉｎｉｎｇａｒｅａｉｍｐａｃｔꎻｓｕｒｆａｃｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎꎻｓｐａｃｅ－ｓｋｙ－ｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇꎻｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔꎬｃｏｍｐｌｅｘｔｅｒｒａｉｎ０㊀引㊀㊀言井工开采引起的覆岩及地表移动变形ꎬ是导致矿山压力显现㊁覆岩破断导水㊁地表建(构)筑设施损害及地表生态影响的直接原因ꎮ百余年来ꎬ煤炭开采影响受到社会的广泛关注ꎬ并制定了相应的法律法规[１－２]ꎮ矿区地表移动变形观测是开采沉陷研究和矿区地质灾害防治的重要手段ꎬ有效开展矿区地表移动变形的观测工作ꎬ准确掌握地表移动变形规律ꎬ可为后续开采损害预测㊁控制及沉陷区综合治理提供依据ꎬ对矿区可持续发展具有重要意义ꎮ现场实测是覆岩及地表移动变形研究最可靠的手段ꎬ随着生产发展及技术的进步ꎬ测绘技术也得到了迅速发展ꎮ测绘仪器由传统光学仪器发展为现代高精度电子仪器ꎬ由原来的人工观测发展为全天候自动化监测ꎬ由最初的接触式点状测量发展为非接触的面域测量ꎮ目前矿区地表移动常用的观测方法为水准㊁全站㊁ＧＮＳＳ㊁ＩｎＳＡＲ和三维激光扫描等技术ꎮ矿区现有观测技术方法均是在特定的生产需求和技术水平下提出和发展起来的ꎬ有其优势和适用条件ꎮ为尽可能满足矿区生产和复杂地形条件下地表移动变形的监测要求ꎬ许多学者也做了矿区监测技术的联合观测研究ꎬ在气象㊁环境㊁大地测量方面也都尝试了多种方法的协同监测技术[３]ꎮ国家能源集团与中国矿业大学(北京)联合提出了西部矿区采动损伤空天地㊁井上下㊁全过程一体化监测体系ꎮ提出了覆岩运移㊁矿压显现㊁大范围高密度㊁高频次地表移动网状观测等空天地协同监测方法ꎬ以及采动裂缝精细化识别方法ꎬ实现了采动损伤全过程实时高精度监测ꎮ本文主要侧重于地表移动的协同观测方法的研究与实践ꎮ１㊀矿区常用监测技术１.１㊀传统监测方法传统监测主要包括精密水准和导线测量ꎬ该方法观测精度高ꎬ也是目前矿区开展地表移动观测和建(构)筑物变形监测的主要手段之一ꎮ传统监测的一般步骤是先通过野外踏勘㊁布设地表观测站ꎬ逐站测量高差与相对位置ꎬ最后通过不同时间段的高程或位置变化反应地表移动变形ꎮ监测结果常见的表现形式有剖面线图和等值线图ꎮ但等值线图是真实情况的概化表达ꎬ降低了高精度点位的测量精度ꎬ因此ꎬ也有采用面域的云图表达方式ꎮ从观测方式看ꎬ采用接触式㊁周期性测量模式进行地表移动变形数据采集ꎬ工作强度大㊁数据实时性差ꎬ尤其在监测对象移动变形快㊁测点较多的情况下ꎬ监测数据存在时间异步性问题ꎬ难以反应真实的移动变形状况ꎮ同时ꎬ逐站观测也造成了误差的累积ꎬ在地形起伏较大的区域ꎬ不但测量难度增加ꎬ而且测量精度也会下降ꎬ尤其在地表积水㊁测点埋设困难㊁通视效果差㊁天气恶劣等条件下ꎬ传统监测方法更是难开展工作ꎮ１.２㊀ＧＮＳＳ观测技术相比传统监测技术ꎬＧＮＳＳ技术具有测量周期短㊁精度较高㊁布网迅速㊁测点间无需通视㊁误差无累积㊁可全天候作业㊁工作效率高等优点ꎮ随着ＧＰＳ及我国ＢＤＳ系统的发展完善ꎬＧＮＳＳ技术也被越来越多地用在矿区地表监测工作中[４－８]ꎮ但相比于水平位移监测ꎬＧＮＳＳ观测技术的高程测量精度较差ꎬ研究表明ꎬＣＯＲＳ－ＲＴＫ在２０ｋｍ范围内的平面位置精度约ʃ２ｃｍꎬ高程精度ʃ３ｃｍ[９－１１]ꎮ在沟谷㊁水域等特殊地形或卫星信号被干扰或有遮挡时ꎬ监测精度和可靠性大幅降低ꎬ甚至无法测量ꎮ１.３㊀ＩｎＳＡＲ观测技术ＧＮＳＳ本质上也是由点构面的测量ꎮ对于大范围测量而言ꎬ这种测量方式也存在异步性ꎬ测点观测数据不是同一时刻获取ꎬ而ＩｎＳＡＲ则是在同一时刻获取整个面域观测值ꎮ８０２张㊀凯等:矿区地表移动 空天地 一体化监测技术研究２０２０年第２期ＩｎＳＡＲ技术利用ＳＡＲ相位信息ꎬ在获取高精度地形信息的同时ꎬ还可监测地表微弱变化ꎬ监测时间跨度大ꎬ从几天到几年ꎬ可获得全球高精度(毫米到厘米级)的㊁高可靠性㊁任何气候条件下地表变化信息[１２－１４]ꎮ这使得ＩｎＳＡＲ在监测地表微小形变方面具有独特优势ꎬ成为监测地表变化的新手段ꎮ但目前ＩｎＳＡＲ技术除了卫星回访周期长ꎬ还受时空相关性引起的严重相位噪声和大气相延迟降低变形测量可靠性两方面因素限制ꎮ时间基线是一重要因素ꎬ在地表变形应用中ꎬ重复轨道上２个ＳＡＲ图像之间的时间越长ꎬ干扰相发出的噪音就越大ꎬ时间损失就越大ꎮ时间损失影响ＩｎＳＡＲ的观测质量ꎬ甚至测量失败ꎬ这使得开采前后地表变形等长期积累监测变得特别困难ꎮ接收两个ＳＡＲ图像的轨道空间之间的距离越大ꎬ干扰相噪声水平就越高ꎬ即空间损失越大ꎬ限制了有效干涉测量参数的数量ꎮ由于缺乏高分辨率天气数据与时间同步的ＳＡＲ图像ꎬ从干扰结果中移除大气影响也相当困难ꎮ１.４㊀无人机航测技术无人机航空摄影系统是使用搭载有传感器的无人机来快速获取测区高分辨率数字影像ꎬ并生成地表高程模型ꎬ提取地表信息的新型航空遥感技术ꎮ分辨率高㊁灵活机动㊁高效快速㊁作业成本低是无人机航测的显著优势ꎬ其分辨率可以达到厘米级ꎬ尤其适用于应急数据获取及小范围快速成图测绘ꎬ是卫星遥感和载人机航测的有效补充手段ꎬ近年来在矿区监测中也有应用研究[１５－１９]ꎮ无人机能够搭载多种传感器相机来满足不同的监测需求ꎬ目前ꎬ无人机航测技术已经广泛应用于国土资源调查㊁农林业监测和灾害调查评估等领域ꎬ但受飞行平台载荷㊁飞行姿态等因素影响ꎬ变形监测技术还有不足ꎮ１.５㊀三维激光扫描技术目前ꎬ三维激光扫描技术在矿区变形监测方面也进行了相关研究[２０－２１]ꎮ三维激光扫描技术是使用激光脉冲束来获取目标表面空间坐标及反射强度等信息的一种测量手段ꎬ能够无接触㊁快速㊁准确㊁全天候的获取目标点云数据ꎮ近几年随三维激光扫描技术越来越成熟ꎬ应用到的领域也越来越广ꎬ如:古建筑物保护ꎬ文物复原ꎬ工业上的逆向工程以及大型设备的安装等ꎮ三维激光扫描仪在沉降监测时ꎬ无需布设固定点ꎬ同时获取点云数据为面状区域ꎬ可够快速㊁全面反映沉陷区地表或建筑物形态ꎮ但三维激光扫描技术每次采集数据量都很大ꎬ内业处理较为繁琐ꎻ且因数据形式的特殊性ꎬ通常无法直观获取矿区移动变形量ꎬ需先通过建模获取扫描时的地表三维模型ꎬ根据模型间变化对比判断地表移动变形情况ꎮ综上可知ꎬ目前矿区常用监测技术均有其局限和适用条件ꎬ随测绘技术发展ꎬ人们也常比较传统与新兴监测技术的异同ꎮ无论数据可靠性㊁分析效率㊁结果展示都各具特色ꎬ许多手段并非非此即彼的关系ꎬ为此ꎬ需视具体情形ꎬ发挥各种监测仪器(传感器)优势ꎬ多技术优化组合ꎬ协同互补更好地解决实际问题[２２－２３]ꎮ针对矿区具体的地表变形监测问题ꎬ本文提出了空天地一体化监测体系ꎮ２㊀空天地一体化监测体系矿区地表变形监测是一个涉及数据采集㊁数据处理及数据应用分析的技术体系(图１)ꎬ笔者提出的空天地一体化监测(图２)ꎬ是针对地表移动采集仪器所处的空间位置而言ꎬ主要指太空的遥感监测㊁低空无人机航空测量㊁地表传统监测或测量机器人监测ꎮ空天地一体化监测是在具体观测条件下针对数据精度㊁采集连续性㊁时间一致性㊁工作效率㊁气候影响等因素利用多方法协同监测与分析应用的技术体系ꎬ在保证精度㊁提高效率的前提下ꎬ实现各种地形条件的矿区地表变形监测ꎮ图１㊀空天地一体化监测体系Ｆｉｇ.１㊀Ｓｐａｃｅ－ｓｋｙ－ｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ２.１㊀数据高效高精度采集技术数据采集事关监测成败ꎬ不同监测条件ꎬ对采集数据的精度和工作效率要求不同ꎮ随监测技术的进步ꎬ许多高精度㊁高效率设备和方法应运而生ꎬ虽可９０２２０２０年第２期煤炭科学技术第４８卷图２㊀空天地一体化监测技术示意Ｆｉｇ.２㊀Ｔｅｃｈｎｉｃａｌｓｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｓｐａｃｅ－ｓｋｙ－ｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ满足矿区地表变形在精度和效率方面的要求ꎬ但其成本是其他方法的千百倍ꎬ经济上不可行ꎮ为此ꎬ数据采集的基本原则首先应满足精度要求ꎬ其次考虑效率和成本ꎮ实际工作中常采用多种监测技术优势组合的方法开展工作ꎮ由矿区常用监测方法特点可知ꎬ单一监测方法很难满足实践要求ꎬ尤其在地表起伏变化大㊁部分区域有乔木或建筑遮挡等条件下ꎬ往往需要多种方式的协同监测ꎬ如全站仪和ＧＰＳ技术的结合ꎬ可满足这一复杂条件下的精度和效率要求ꎬ并且人工成本及劳动强度都不太大ꎮ但对地表下沉速度快或大范围监测区域ꎬ存在时间异步性问题ꎬ即一条观测线起点与终点不是同一时刻观测或时间间隔太大ꎬ造成建/筑物的监测分析结果不准确ꎮ针对时间异步性问题ꎬ可采用遥感与其他高精度监测技术相结合的方法解决ꎮ此外ꎬ也可采用空天地不同位置传感器间两种或多种协同数据采集模式ꎬ如针对传统测量时间异步性和ＩｎＳＡＲ回访周期长的问题可采用ＩｎＳＡＲ㊁激光扫描相结合与ＧＮＳＳ高精度控制相结合的方式开展工作[２４－２８]ꎮ２.２㊀数据高质量快速处理技术数据处理的目标和原则是高质量和快速处理ꎮ数据处理包括单一来源数据处理和多源数据处理ꎮ单一数据处理常用方法有时间序列分析方法㊁动态卡尔曼滤波方法㊁静态数据处理方法和似单差方法等ꎮ因数据采集传感器不同ꎬ单一数据处理方法也不相同ꎮ多源数据除采用单一数据处理方法外ꎬ因传感器获取数据格式不一㊁数据量大㊁关系复杂ꎬ还需进行多源数据在一定准则下分析㊁优化㊁综合算法的研究ꎮ多源数据融合一般采用特征级融合ꎬ先从各种测量数据中提取地表特征ꎬ然后通过融合算法获取融合后的地表移动值ꎮ特征级融合目标识别ꎬ既能保持足够数量的目标有效信息ꎬ去除冗余信息ꎬ又可提高目标识别的精确性ꎮ目前特征级融合方法主要有概率论统计方法㊁逻辑推理方法㊁神经网络方法㊁基于特征抽取的融合方法和基于搜索的融合方法五类ꎮ２.３㊀监测结果的全面直观分析途径数据采集和处理的目的是为了决策分析ꎬ决策分析首先是以图表数据的形式直观形象并全面地进行信息表达ꎮ矿区地表移动变形常用的表达形式为表格㊁等值线或云图ꎮ为及时㊁可靠的获取地表移动信息ꎬ对地表移动变形情况进行量化分析ꎬ需建立决策分析系统ꎬ主要由监测结果展示㊁监测结果分析和预测预警三部分组成ꎮ其中监测结果展示模块主要汇总地表移动变形数据ꎬ并以图表展示ꎻ结果分析模块根据汇总数据并结合地质采矿条件ꎬ总结地表移动变形规律ꎬ并导出报表或报告ꎻ预测预警模块通过实时更新的测量数据ꎬ监测地表移动变形量ꎬ评价地表生态及建构/筑物受影响程度ꎬ并根据地表移动变形趋势ꎬ在设定阈值进行报警ꎮ３㊀神东上湾矿空天地一体化监测应用３.１㊀上湾矿监测工作面概况现场实测位于上湾矿１２４０１工作面ꎬ该面走向长２９９.２ｍꎬ推进长５２５４.８ｍꎬ设计采高８.６ｍꎬ采深１２４~２５０ｍꎬ地表为丘陵地形ꎬ日推进距离为１４ｍ左右ꎬ地表移动剧烈ꎬ实测地表日最大下沉速度８６０ｍｍ左右ꎮ３.２㊀空天地一体化监测方案上湾矿１２４０１工作面具有典型的浅埋高强度的移动变形特征ꎬ工作面推进速度和地表下沉速度快ꎬ且为丘陵地形ꎬ传统测量观测不仅劳动强度大ꎬ且观测数据可能具有显著的时间异步性ꎮ而ＩｎＳＡＲ技术回访周期一般为１２ｄꎬ对于工作面上方下沉速度较大区域存在失相干的问题ꎬ因此ꎬ目前常用观测技术都无法很好解决工作面地表下沉的监测问题ꎮ为实现上湾矿１２４０１工作面实时㊁高精度全范围的地表移动监测ꎬ采用 空天地 一体化监测技术进行现场监测ꎬ具体监测布置如图３所示ꎮ具体观测方法包括:①采用ＧＮＳＳ控制测量ꎬ为多源监测数据提供统一基准ꎻ②采用ＩｎＳＡＲ＋ＢＤＳ(北斗)实现太空宏观监测＋移动盆地边缘精细测量ꎻ③采用地面ＬｉＤＡＲ(激光扫描)进行地表下沉精细化扫描ꎮ３.３㊀数据处理结果基于ＧＮＳＳ测量原理ꎬ利用ＢＤＳ＋ＧＰＳ对研究区０１２张㊀凯等:矿区地表移动 空天地 一体化监测技术研究２０２０年第２期图３㊀空天地一体化监测布置示意Ｆｉｇ.３㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｓｐａｃｅ－ｓｋｙ－ｇｒｏｕｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ进行了控制测量ꎬ建立了３５个控制点ꎬ为地表形变监测提供高精度坐标ꎬ有助于ＩｎＳＡＲ技术与地表ＬｉＤＡＲ测量结果进行融合ꎮ对神东矿区上湾煤矿的ＩｎＳＡＲ地表监测主要是基于Ｓｅｎｔｉｎｅｌ＿１Ａ雷达卫星获取的长时间序列影像数据ꎬ采用ＳＢＡＳ－ＩｎＳＡＲ技术ꎬ获取该地区地面沉降信息ꎮ本次ＩｎＳＡＲ数据处理采用如下７个步骤:①影像配准㊁裁剪ꎻ②基线组合ꎬ生成连接图ꎻ③计算平地及地形相位ꎬ生成差分干涉图ꎻ④高相干目标选择ꎻ⑤相位相缠ꎬ获取完整相位信息ꎻ⑥基线校正ꎬ选取控制点ꎬ利用其高程和解缠相位ꎬ估计精确基线ꎻ⑦大气和非线性形变相位估计ꎬ进行时间序列反演ꎬ获取最终形变时间序列和高程误差ꎮ利用ＳＢＡＳ－ＩｎＳＡＲ处理结果圈定矿区级沉降区ꎬ明确精细化观测区域ꎬ如图４ａ所示ꎮ期间完成３次地面监测区域固定站式三维激光扫描ꎬ最后一次的扫描结果如图４ｂ所示ꎮ根据ＳＢＡＳ－ＩｎＳＡＲ＋三维激光扫描结果结合控制点进行数据融合ꎬ如图４ｃ所示ꎮ图４ｃ可以完整展示整个矿区地表下沉全盆地ꎬ可知神东上湾矿１２４０１工作面在开采面积０.５８ｋｍ２时ꎬ地表沉陷面积０.７１ｋｍ２ꎬ最大下沉量５８１２~６３００ｍｍꎬ根据采厚８.５０~８.７５ｍ计算得出下沉系数为０.６７~０.７２ꎮ图４㊀上湾矿地空协同监测下沉监测融合结果云Ｆｉｇ.４㊀ＣｌｏｕｄｉｍａｇｅｏｆｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｆｕｓｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅＳｈａｎｇｗａｎｃｏａｌｍｉｎｅ４㊀结㊀㊀论１)阐述了矿区常用技术在观测精度㊁工作效率㊁数据可靠性方面的优缺点ꎬ提出监测技术协同互补㊁优化组合是解决好当前地表变形监测问题的途径ꎮ２)根据传感器空间位置及观测数据特征ꎬ提出了集数据采集㊁数据处理㊁决策分析为一体的空天地一体化监测技术框架ꎮ３)上湾矿通过ＧＰＳ控制测量将ＩｎＳＡＲ与三维激光扫描数据相融合ꎬ得出矿区地表下沉结果与地表实时监测结果基本一致ꎬ表明笔者采用空地协同观测方法可行ꎮ参考文献(Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ):[１]㊀何国清ꎬ杨㊀伦ꎬ凌赓娣ꎬ等.矿山开采沉陷学[Ｍ].徐州:中国矿业大学ꎬ１９９０.[２]㊀崔希民ꎬ邓喀中.煤矿开采沉陷预计理论与方法研究评述[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１７ꎬ４５(１):１６０－１６９.ＣＵＩＸｉｍｉｎꎬＤＥＮＧＫａｚｈｏｎｇ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｖｉｅｗｏｆｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｏｒｙａｎｄｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ[Ｊ].ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈ￣ｎｏｌｏｇｙꎬ２０１７ꎬ４５(１):１６０－１６９.[３]㊀汪云甲.矿区生态扰动监测研究进展与展望[Ｊ].测绘学报ꎬ２０１７ꎬ４６(１０):１７０５－１７１６.１１２２０２０年第２期煤炭科学技术第４８卷ＷＡＮＧＹｕｎｊｉａ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｎｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｄｉｓ￣ｔｕｒｂａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｍｉｎｉｎｇａｅｒａｔｉｏｎ[Ｊ].ＡｃｔａＧｅｏｄａｅｔｉｃａｅｔＣａｒ￣ｔｏｇｒａｐｈｉｃａＳｉｎｉｃａꎬ２０１７ꎬ４６(１０):１７０５－１７１６.[４]㊀栾元重ꎬ韩李涛.矿区ＧＰＳ变形监测与变形分析[Ｊ].测绘工程ꎬ２００２(２):４９－５１.ＬＵＡＮＹｕａｎｃｈｏｎｇꎬＨＡＮＬｉｔａｏ.ＧＰＳｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄａ￣ｎａｌｙｓｉｓｏｎｍｉｎｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ[Ｊ].ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇꎬ２００２(２):４９－５１.[５]㊀张安兵ꎬ张兆江ꎬ高井祥ꎬ等.ＧＰＳ用于矿区沉陷区地表高精度动态监测的可行性研究[Ｊ].煤炭学报ꎬ２００９ꎬ３４(１０):１３２２－１３２７.㊀ＺＨＡＮＧａｎｂｉｎｇꎬＺＨＡＮＧＺｈａｏｊｉａｎｇꎬＧＡＯＪｉｎｇｘｉａｎｇꎬｅｔａｌ.Ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｓｔｕｄｙｏｎｍｉｎｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍｏ￣ｎｉｔｏｒｉｎｇｕｓｉｎｇＧＰＳ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＣｏａｌＳｏｃｉｅｔｙꎬ２００９ꎬ３４(１０):１３２２－１３２７.[６]㊀鲍金杰ꎬ汪云甲.ＧＰＳ－ＲＴＫ在矿区沉降监测中的应用[Ｊ].煤炭工程ꎬ２０１２(２):１２１－１２３.ＢＡＯＪｉｎｊｉｅꎬＷＡＮＧＹｕｎｊｉａ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＳ－ＲＴＫｔｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｍｅａｓｕｒｉｎｇｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａ[Ｊ].ＣｏａｌＥｎｇｉ￣ｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１２(２):１２１－１２３.[７]㊀袁德宝ꎬ崔希民ꎬ潘㊀星ꎬ等.ＲＴＫ实时动态测量技术在矿区测绘中的应用[Ｊ].大地测量与地球动力学ꎬ２００７(３):７２－７５.ＹＵＡＮＤｅｂａｏꎬＣＵＩＸｉｍｉｎꎬＰＡＮＸｉｎｇꎬｅｔａｌ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲＴＫｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｓｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄｍａｐｐｉｎｇｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｄｅｓｙａｎｄＧｅｏｄｙｎａｍｉｃｓꎬ２００７(３):７２－７５.[８]㊀张㊀帝ꎬ高雅萍ꎬ许双安.ＧＰＳ技术在矿区沉降监测中的应用[Ｊ].测绘信息与工程ꎬ２０１２ꎬ３７(２):２２－２４ꎬ２８.ＺＨＡＮＧＤｉꎬＧＡＯＹａｐｉｎｇꎬＸＵＳｈｕａｎｇａｎ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＳｔｏｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｍｉｎｉｎｇａｒｅａ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｍａｔｉｃｓꎬ２０１２ꎬ３７(２):２２－２４ꎬ２８.[９]㊀马洪滨ꎬ孙㊀军ꎬ周海壮ꎬ等.鞍山市连续运行参考站系统建设与定位精度分析[Ｊ].导航定位学报ꎬ２０１３ꎬ１(１):８９－９５.ＭＡＨｏｎｇｂｉｎꎬＳＵＮＪｕｎꎬＺＨＯＵｈａｉｚｈｕａｎｇꎬｅｔａｌ.ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｎＡＳＣＯＲＳａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｖｉ￣ｇａｔｉｏｎａｎｄＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇꎬ２０１３ꎬ１(１):８９－９５.[１０]㊀吴文坛ꎬ田㊀挚ꎬ李辛铭.一种基于河北ＣＯＲＳ的地面沉降监测方法[Ｊ].测绘科学ꎬ２０１４ꎬ３９(４):６４－６７ꎬ７７.ＷＵＷｅｎｔａｎꎬＴＩＡＮＺｈｉꎬＬＩＸｉｎＭｉｎｇ.Ａｍｅｔｈｏｄｏｆｇｒｏｕｎｄｓｕｂｓｉｄ￣ｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＨｅｂｅｉＣＯＲＳ[Ｊ].ＳｃｉｅｎｃｅｏｆＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇꎬ２０１４ꎬ３９(４):６４－６７ꎬ７７.[１１]㊀林国利ꎬ张文言ꎬ於永东ꎬ等.上海北斗连续运行参考站系统(ＳＨＢＤ－ＣＯＲＳ)的建设与精度测试[Ｊ].测绘通报ꎬ２０１３(１１):１３６－１３７.ＬＩＮＧｕｏｌｉꎬＺＨＡＮＧＷｅｎｙａｎꎬＹＵＹｏｎｇｄｏｎｇꎬｅｔａｌ.ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｔｅｓｔｏｆＳｈａｎｇｈａｉＢｅｉｄｏｕｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｏｐｅｒａｔｉｏｎｒｅｆｅｒ￣ｅｎｃｅｓｔａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ[Ｊ].ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＳｕｒｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇꎬ２０１３(１１):１３６－１３７.[１２]㊀刘㊀广ꎬ郭华东ꎬＲＡＭＯＮＨａｎｓｓｅｎꎬ等.ＩｎＳＡＲ技术在矿区沉降监测中的应用研究[Ｊ].国土资源遥感ꎬ２００８(２):５１－５５ꎬ１１９－１２０.㊀ＬＩＵＧｕａｎｇꎬＧＵＯＨｕａｄｏｎｇꎬＲＡＭＯＮＨａｎｓｓｅｎꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅａｐｐｌｉ￣ｃａｔｉｏｎｏｆＩｎＳＡＲｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ[Ｊ].ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇｆｏｒＬａｎｄ＆Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ２００８(２):５１－５５ꎬ１１９－１２０.[１３]㊀董玉森ꎬＧＥＬｉｎｌｉｎꎬＣＨＡＮＧＨｓｉｎｇｃｈｕｎꎬ等.基于差分雷达干涉测量的矿区地面沉降监测研究[Ｊ].武汉大学学报:信息科学版ꎬ２００７(１０):８８８－８９１.ＤＯＮＧＹｕｓｅｎꎬＧＥＬｉｎｌｉｎꎬＣＨＡＮＧＨｓｉｎｇｃｈｕｎꎬｅｔａｌ.Ｍｉｎｅｓｕｂｓｉｄ￣ｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌＩｎＳＡＲ[Ｊ].ＧｅｏｍａｔｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒ￣ｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅｏｆＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ２００７(１０):８８８－８９１.[１４]㊀ＳＩＭＩＴＫＵＭＡＲＲａｖａｌꎬＡＬＩＳｈａｍｓｏｄｄｉｎｉ.ＡｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｆｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒｌａｎｄｕｓｅａｒｏｕｎｄｋａｏｌｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓｔｈｒｏｕｇｈＬａｎｄｓａｔＴＭｉｍａ￣ｇｅｓ[Ｊ].ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅＩｎｆｏｒｍａｔｉｃｓꎬ２０１４ꎬ７(３).[１５]㊀ＴＯＮＧＸｉａｏｈｕａꎬＬＩＵＸｉａｎｇｆｅｎｇꎬＣＨＥＮＰｅｎｇꎬｅｔａｌ.ＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆＵＡＶ－Ｂａｓｅｄｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｙａｎｄｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇｆｏｒｔｈｅｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍａｐｐｉｎｇａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｏｐｅｎ－ｐｉｔｍｉｎｅａｒｅａｓ[Ｊ].ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇꎬ２０１５.７(６):６６３５－６６６２.[１６]㊀章梦霞ꎬ郑新奇ꎬ刘㊀波.无人机影像支持的矿区开采动态监测方法[Ｊ].测绘通报ꎬ２０１７(１０):４３－４７.ＺＨＡＮＧＭｅｎｇｘｉａꎬＺＨＥＮＧＸｉｎｑｉꎬＬＩＵＢｏ.ＤｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｍｉｎｉｎｇａｒｅａｂａｓｅｄｏｎＵＡＶｉｍａｇｅｓ[Ｊ].ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＳｕｒ￣ｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇꎬ２０１７(１０):４３－４７.[１７]㊀肖㊀武ꎬ胡振琪ꎬ张建勇ꎬ等.无人机遥感在矿区监测与土地复垦中的应用前景[Ｊ].中国矿业ꎬ２０１７ꎬ２６(６):７１－７８.ＸＩＡＯＷｕꎬＨＵＺｈｅｎｑｉꎬＺＨＡＮＧＪｉａｎｙｏｎｇꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｓｐｅｃｔｏｆＵＡＶｒｅｍｏｔｅｓｅｎｓｉｎｇｉｎｍｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｌａｎｄｒｅｃ￣ｌａｍａｔｉｏｎ[Ｊ].ＣｈｉｎａＭｉｎｉｎｇＭａｇａｚｉｎｅꎬ２０１７ꎬ２６(６):７１－７８.[１８]㊀刘广盛ꎬ吕军超.基于无人机的矿区变化监测关键技术研究[Ｊ].测绘通报ꎬ２０１３(Ｓ１):９５－９８.ＬＩＵＧｕａｎｇｓｈｅｎｇꎬＬＹＵＪｕｎｓｈｅｎｇ.ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｍｉｎｅａｒｅａｃｈａｎｇｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｂａｓｅｄｏｎＵＡＶ[Ｊ].ＢｕｌｌｅｔｉｎｏｆＳｕｒ￣ｖｅｙｉｎｇａｎｄＭａｐｐｉｎｇꎬ２０１３(Ｓ１):９５－９８.[１９]㊀ＨｅＲＥＮꎬＹａｎｌｉｎｇＺＨＡＯꎬＷｕＸＩＡＯꎬｅｔａｌ.ＡｒｅｖｉｅｗｏｆＵＡＶｍｏｎｉ￣ｔｏｒｉｎｇｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓ:ｃｕｒｒｅｎｔｓｔａｔｕｓａｎｄｆｕｔｕｒｅｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ６(３).[２０]㊀ＤａｗｅｉＺＨＯＵꎬＫａｎＷＵꎬＲａｎｌｉＣＨＥＮꎬｅｔａｌ.ＧＰＳ/ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ３Ｄｌａ￣ｓｅｒｓｃａｎｎｅｒｃｏｍｂｉｎｅｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｃｏａｌｍｉｎｉｎｇｓｕｂ￣ｓｉｄｅｎｃｅ:ａｃａｓｅｓｔｕｄｙｏｆａｃｏａｌｍｉｎｉｎｇａｒｅａｉｎＨｅｂｅｉꎬＣｈｉｎａ[Ｊ].ＮａｔｕｒａｌＨａｚａｒｄｓꎬ２０１４ꎬ７０(２):１－１６.[２１]㊀李㊀秋ꎬ秦永智ꎬ李宏英.激光三维扫描技术在矿区地表沉陷监测中的应用研究[Ｊ].煤炭工程ꎬ２００６(４):９７－９９.ＬＩＱｉｕꎬＱＩＮＹｏｎｇｚｈｉꎬＬＩＨｏｎｇｙｉｎｇ.Ｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｌａ￣ｓｅｒ３Ｄｓｃａｎｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａ[Ｊ].ＣｏａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２００６(４):９７－９９.㊀[２２]㊀ＴＡＮＧＦｕｑｕａｎꎬＣＨＥＮＺｕｘｉꎬＷＵＨａｎｙｉｎｇ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧＰＳ/Ｉｎ￣ＳＡＲｆｕｓｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｎｗｅｓｔｅｒｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｓ[Ｃ].ＣｏｎｓｕｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓꎬＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＮｅｔｗｏｒｋｓ(ＣＥＣＮｅｔ)ꎬ２０１２２ｎｄＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎꎬ２０１２.[２３]㊀何㊀倩ꎬ范洪冬ꎬ段晓晔ꎬ等.三维激光扫描与ＤＩｎＳＡＲ联合监测矿区地表动态沉降方法[Ｊ].煤矿安全ꎬ２０１７ꎬ４８(１２):７０－７３ꎬ７７.ＨＥＱｉａｎꎬＦＡＮＨｏｎｇｄｏｎｇꎬＤＵＡＮＸｉａｏｙｅꎬｅｔａｌ.Ａｃｏｍｂｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆ３ＤｌａｓｅｒｓｃａｎｎｉｎｇａｎｄＤＩｎＳＡＲｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｄｙｎａｍｉｃｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａ[Ｊ].ＳａｆｅｔｙｉｎＣｏａｌＭｉｎｅｓꎬ２１２张㊀凯等:矿区地表移动 空天地 一体化监测技术研究２０２０年第２期２０１７ꎬ４８(１２):７０－７３ꎬ７７.[２４]㊀马海涛ꎬ李㊀辉ꎬ刘勇峰ꎬ等.Ｄ－ＩｎＳＡＲ技术在矿区地表沉降监测中的应用[Ｊ].金属矿山ꎬ２０１１ꎬ３８(２):９５－９８.ＭＡＨａｉｔａｏꎬＬＩＨｕｉꎬＬＩＵＹｏｎｇｆｅｎｇꎬｅｔａｌ.ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＤ－ＩｎＳＡＲｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｔｈｅｌａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａ[Ｊ].ＭｅｔａｌＭｉｎｅꎬ２０１１ꎬ３８(２):９５－９８.[２５]㊀潘红宇ꎬ赵云红ꎬ张卫东ꎬ等.基于Ａｄａｂｏｏｓｔ的改进ＢＰ神经网络地表沉陷预测[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１９ꎬ４７(２):１６１－１６７.ＰＡＮＨｏｎｇｙｕꎬＺＨＡＯＹｕｎｈｏｎｇꎬＺＨＡＮＧＷｅｉｄｏｎｇꎬｅｔａｌ.ＰｒｅｄｉｃｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｗｉｔｈｉｍｐｒｏｖｅｄＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｂａｓｅｄｏｎＡｄａｂｏｏｓｔ[Ｊ].ＣｏａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ４７(２):１６１－１６７.㊀[２６]㊀李晶晶ꎬ郭增长.浅析Ｄ－ＩｎＳＡＲ在煤矿开采沉陷监测中的应用[Ｊ].矿山测量ꎬ２００６(２):７９－８１ꎬ４４ꎬ４.ＬＩＪｉｎｇｊｉｎｇꎬＧＵＯＺｅｎｇｚｈａｎｇ.ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＤ－ＩｎＳＡＲｉｎｃｏａｌｍｉｎｉｎｇ－ｉｎｄｕｃｅｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ[Ｊ].ＭｉｎｅＳｕｒｖｅｙｉｎｇꎬ２００６(２):７９－８１ꎬ４４ꎬ４.[２７]㊀申㊀涛ꎬ朱占荣.陕北矿区煤炭开采沉陷实测参数分析[Ｊ].煤炭科学技术ꎬ２０１９ꎬ４７(１２):２０７－２１３.ＳＨＥＮＴａｏꎬＺＨＵＺｈａｎｒｏｎｇ.Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｅａｓｕｒｅｄｍｉｎｉｎｇｓｕｂｓｉｄ￣ｅｎｃｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎＮｏｒｔｈｅｒｎＳｈａａｎｘｉＭｉｎｉｎｇＡｒｅａ[Ｊ].ＣｏａｌＳｃｉ￣ｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０１９ꎬ４７(１２):２０７－２１３.[２８]㊀朱建军ꎬ杨泽发ꎬ李志伟.ＩｎＳＡＲ矿区地表三维形变监测与预计研究进展[Ｊ].测绘学报ꎬ２０１９ꎬ４８(２):１３５－１４４.ＺＨＵＪｉａｎｊｕｎꎬＹＡＮＧＺｅｆａꎬＬＩＺｈｉｗｅｉ.Ｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｒｅｔｒｉｅｖｉｎｇａｎｄｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｍｉｎｉｎｇ－ｉｎｄｕｃｅｄ３Ｄｄｉｓｐｌａｃｅ－ｍｅｎｔｓｕｓｉｎｇＩｎＳＡＲ[Ｊ].ＡｃｔａＧｅｏｄａｅｔｉｃａｅｔＣａｒｔｏｇｒａｐｈｉｃａＳｉｎｉｃａꎬ２０１９ꎬ４８(２):１３５－１４４.㊀３１２。
水库坝体下采煤地表移动观测与分析
收 稿 日期 ： ０ ２—０ ２１ ２—２ １
１２ １ｍ， ３ ． 平均 点 间距 １ ． 沿 东 观 测 线 布设 东 １ ６ ５ ｍ；
点至 东 ８点 ， 总长 １ ９ ２ｍ， 均点 间距 １ ． ３． 平 ７ ４ ｍ。观 测点 的埋 深 在该 地 区 的冻 深 度 以下 ０ ５ ｍ， 保 证 ． 并
均 采深 为 ３ ０ ｍ， ７ 工作 面平 均 斜 长 为 １０ ｍ， 采 动 ２ 而
程 度仅 为 ｎ ＝Ｄ Ｈ ＝ ． ２ 。 ／ 。 ０ ３ 。可见 ，６ ０ １工作 面采 ２ ０６
九ｏ ０ ｓ
宋
动 程 度 小 也 是 观 测 线 下 沉 值 较 小 的 原 因 。② 至
２０ ０ ７年 ８月 ，６ ０ １ 作面 已经 推过 宋 沟水 库及 堤 ２０ ６ 工
综 合数 据 。同 时 ， 比较 ２ １ ０ ０年 ６月 ２ 日的 下 沉 值 ３
和 ｓ 自动 安平 水准 仪 。观测 点埋设 好 １ ３ ０～１ ， ５量 工 作 。连 接测 量 的 目的就是把 矿 区控制 网与 测站 联 系起来 ， 以确定 井 上 、 的 对应 关 系 ， 下 连接 测 量 独 立 进 行 ２次 。每旬 对 各 测点 观 测 １次 ， １条 观 测 线 对 路 上所 有点 的测 量 要 在 １ｄ内完成 ， 测 精 度 要 求 观
表 １ 测 点 密 度 的 选 取 ｍ
测 点 间距
２ ０
１ 观 测 区 概 况
２ ６扩大 区开 采二 煤 层 ， 厚 １ ７～１ ． 平 煤 ． ２ ３ ｍ， 均厚 ６ ２ｍ。采 区煤 层 底 板 上 限 标 高 一２ ． 下 ． ０ ０ ｍ， 限标 高 一１８ ０ ｍ， 面 标 高 十２ ２ ５一 十２ ０ ６ｍ。 １ ． 地 ７． ８ ． 扩大 区地 表 有 宋 沟水 库 ， 积 约 ３ ２万 ｍ ， 水 量 面 ． 蓄 ２ ０万 ～ ０万 ｍ ， 水 库 东 南 方 向有 １个 黄 土 堆 积 ３ 在 而成 的堤 坝 ， ８～１ 长 １ ３ ５ｍ， 水 面边坡 角 宽 ０ｍ， １． 迎
程潮铁矿东区地表移动的监测与分析
（ ．ｎ ｔｕ ｆ ｅｏｒ ｓＥ ｇ ｅｒ ｇ ｅ ｉｇＵ ｉ ｒ￣ ｏ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ， １ Ｉｓｔｔ ｏ ｓｕｃ ｎｉ ｅ ｎ ，Ｂ ｉｎ ｎｖ ｓ － ｆ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎ ｌ ｙ ｉｅ Ｒ ｅ ｎｉ ｊ ｅｉ ｅ ｏ Ｂ ｉ １ １０ ８ ，ｈｎ ； Ｗｕｇ ｇＭ ｎｎ ｔ． ｏ ， ｈａ Ｈ ｈｉ ３０ ０ Ｃ ｉ ） ｅ ｉ ｝ ００ ３ Ｃ ｉ ２ ｊ｛ Ｉ ａ ｇ ｉｉ Ｌｄ Ｃ ． Ｗｕ ａ ， ｕ ｅ ４ ０８ ， ｈ ａ ｍ ｇ ｎ
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第２ ２卷
２Ｙ２年 ｔ ３第 ３期 ６ 源自 才 韭 碡 免 与 开 鼓
Ⅶ 砌 Ｇ Ｒ ＆ Ｄ
Ｖ０ ． ２ Ｎ ． １２ ｏ ３ Ｊ ． ｔ ｍ ２ ０ ０２
文章编号 ：０５— ７３２ｘ ）３ ０ ２ ２ １０ ２ ６ ［【２ ０ —０１ 一Ｏ 、
上 方地表 和 已经产生 塌陷坑 的位 置布设 地表 岩体移 动监 测 网 ， 定期 观测其 岩体移 动和地 面 开裂现象 。 程 潮铁矿 以 １ 号 勘探 线为界 ， 为东 区和 西 区 ５ 分 分 期开 采 。东 区长 约 ４０１， １５ ０ ３ 于 ９８年 １ 开 始 基 １ 月 建 ，９９年 １ 投 产 ， 设 计 年 产 量 为 １０万 ｔ １６ １月 原 ５ 。 １８ 年进 行 了生产 规模 为 ２０万 ｔａ的设 计 。矿 山 ９８ ０ ／ 开 采用 无底柱 分段 崩落 法。 程 潮铁 矿 矿 体沿 北 西 西 向展 布 ， 区东 西长 约 矿 ２０ 南北 宽 约 ８０ｍ。上 盘 岩体 为 闪 长岩 ， 盘 ３０ｍ， ０ 下 为斑状花 岗岩 ， 下 盘 之 问夹 有 变质 岩 体 。矿 体 平 上
基于地理信息系统的地表移动监测系统研究
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黄
金
２ 地 表 移 动 监测
为 了进 行实 地 观测 ， 必须 在 开采 进 行 以前 ， 在地 表设置 观测站 。所谓地 表观测 站 ， 是指 在开采 影响 范 围 内的地表上 ， 按一定要 求设 置的一 系列互相 联系 的
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２０ ０ ７年 第 ９期／ ２ 第 ８卷
黄
金
Ｇ ｏＬＤ
基 于 地 理 信 息 系统 的 地 表 移 动 监 测 系统 研 究
李晓璐 李春 雷 ，
（． １北京科技大学土木与环境工程学 院； ． ２ 中国水利水 电科学研究 院工程抗震研 究中心）
地 表移动 观测站 由于其分 类 的角度不 同 ， 以分 可 为不 同的类别 。按布站 的形式来 划分 ， 以分 为 网状 可 观测站 和剖 面观测 站 。为 了获 得 北沼 河 铁矿 地 表 移 动规律 ， 在估计 的开采 影 响范围 内的地 表建 立 网状 水 准测量 观测站 。根据 需要 ， 定期观测 这些测 点 的空间 位置及 其相对 位置 的变化 ， 以确定各测 点 的位移 和点 之 间的相对 移动 ， 而掌握地 表移 动的规 律 。 从
务 年限为 ３ａ 设 计 采 用 无 底 柱 分 段 崩 落 采 矿 法 开 ５，
采。
该矿 开采沉 陷 引起 地 表 的 剧 烈移 动 。２０ ０３年 ２
月底 ， 在措施井附近的地表形成两个塌陷坑 ， 中较 其 大 的一个 塌 陷 坑 的塌 陷 区直 径 在 １ ｍ 左 右 ， 成措 ５ 造 施井被迫废弃 ， 靠近塌 陷坑周边地表的裂缝很多， 裂 缝 宽度最 大 的达到 ４ ０ ｍ 左右 （ 图 １ ， ０ｍ 见 ） 因此 ， 必
地表移动变形观测站的设计
在首次和末次观测之间适当增加的水准测量工作，即日 常观测工作。当开采工作面推进宽度达到采深的0.2-04等水准测量的精度要求隔3-5天进行一次水准测量，监控 地表是否开始移动。当地表出现移动时，一般是隔1-3个月 重复进行水准测量，观测间隔时间要视地表下沉速度做适 当调整。在移动活跃阶段，应在下沉较大的区段增加水准 观测次数。
在连接测量后，地表移动开始前，应对工作测点进行两 次观测，时间间隔≤5天，观测各测点的平面位置、高程、 各测点间的距离、各测点观测线方向的偏离距离等内容， 实现准确测定工作测点在地表移动开始前的空间位置。
当受采动之前，对各测点进行两次测量，两次测量同一 点高程差≤10mm、支距差≤30mm，同一边的长度差≤4mm 时，取平均值作为观测站的原始观测数据。
参考文献： [1] 袁国锁.微山矿村庄下条采地表移动规律[J].东北煤炭
技术,1992(3):6-8. [2] 原中国统配煤矿总公司生产局.煤矿测量手册(下册)[M].
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留设与压煤开采规程[M].北京:煤炭工业出版社,2000. [4] 何国清,杨伦,凌庚娣,贾风彩,洪镀.矿山开采沉陷学[M].
1 观测站设计
1.1 设计原则 测站的控制点设置要注意以下几点： 1）设在移动盆地范围之外，埋设要牢固； 2）底部埋设于冻土线0.5m以下； 3）设站位置在观测周期内不受采动影响； 4）在地表移动盆地的主断面之上布设观测线； 5）观测线的长度超出地表移动盆地区域；
6）布设测点的密度应适应开采深度和设站观测目的。 1.2 布置形式
地表移动观测站设计
地表移动观测站设计作业一、设站目的：某矿6200工作面西部、西南部有后鲍店村、中鲍店村。
为研究地下开采对村庄的影响及地表移动变形规律和参数，拟在该矿6200工作面设置地表移动观测站，进行地表移动观测，通过观测获得地表移动动态参数和角值参数，同时，监测地下开采对建筑物的影响。
二、设站地区地质采矿概况：6200工作面位于六采区东北部，是该采区设计开采2层煤的第一个工作面，北部、东部分别为3煤的一采区1308、1310、1312采空区和二采区2310、2311、2312采空区及未开采区域，南部、西部尚未开采。
6200工作面基本沿走向布置，为刀把型，倾向长为623～820m，走向宽为46～129m，煤层厚度～m，平均，煤层倾角4～19/6°，第四系平均厚度。
工作面标高为-233～-303m。
2煤与下伏3煤的层间距一般为21m。
6200工作面上方地表地势平坦，标高为43m左右，冻土深度。
三、地表移动参数：根据现场实测，求得本区域实测地表移动参数为：走向移动角δ=750，上山移动角γ=750，下山移动角β=α，表土移动角φ=450，充分采动角ψ1=ψ2=ψ3=550，最下沉角θ=α平均采深H=（-233-303）=-268m，煤层平均倾角α四、地表移动观测线位置、长度确定：采空区走向长度超过~0H （0H 为平均采深），地表走向方向达到充分采动；倾向方向小于~0H ，地表倾向方向为非充分采动。
1、走向观测线位置确定：由于倾向充分采动，走向观测线由最大下沉角θ=α或充分采动角ψ1=ψ2=550确定2、全走向观测线长度确定：m 439)cot()2(H cot 2AB 0=+∆--+=l h h δδϕl 为走向工作面长度，m3、倾向观测线位置确定：由于走向非充分采动，倾斜主断面位于采空区中央 4、半倾向观测线长度确定：384cos 2L)cot(h cot h CD 1=+∆--+=αββϕ）（H五、确定观测点间距、测点编号：根据国内对开采沉陷的大量研究，一般根据开采深度确定观测点密度，该矿区平均采深在200~300m ，所以观测点间距为20m 。
gnss地表位移监测原理
gnss地表位移监测原理GNSS（Global Navigation Satellite System）即全球导航卫星系统，是一种基于卫星定位的技术系统，可以用于测量地表位移。
地表位移监测是指通过监测地表的运动情况来了解地壳的变形和地震活动等信息。
GNSS地表位移监测原理是利用多颗卫星发射的信号与地面接收器接收到的信号进行测量和计算，从而得出地表位移的数据。
GNSS地表位移监测原理的基本步骤如下：1. 卫星发射信号：GNSS系统由多颗卫星组成，这些卫星发射信号穿过大气层并到达地球表面。
这些信号包含卫星的位置和时间信息。
2. 接收器接收信号：地面上的接收器接收到来自卫星的信号，并记录下信号的时间和强度等信息。
3. 信号计算：接收器通过计算信号的传播时间和接收时间之间的差异，可以确定信号的传播距离。
4. 位置计算：接收器同时接收到多颗卫星的信号后，可以通过三角定位的方法计算出接收器所在的位置。
5. 位移计算：在一定时间内，接收器多次进行信号计算和位置计算后，可以通过比较不同时间点的位置信息，计算出地表的位移量。
GNSS地表位移监测原理的关键在于信号的计算和位置的计算。
信号计算是通过测量信号的传播时间和接收时间之间的差异来确定信号的传播距离。
位置计算是在获取到多颗卫星的信号后，通过三角定位的方法计算出接收器所在的位置。
这两个计算过程需要高精度的测量设备和复杂的算法来实现。
GNSS地表位移监测原理的优点是可以实时、连续地监测地表的位移情况。
相比传统的地表监测方法，如测量地表标志物的位移或使用地震仪进行地震监测，GNSS地表位移监测具有以下优势：1. 高精度：GNSS系统可以提供亚米级的位置测量精度，可以监测到地表位移的微小变化。
2. 实时性：GNSS系统可以实时地获取到地表位移的信息，可以及时进行预警和调整。
3. 范围广：GNSS系统覆盖全球范围，可以监测到全球各地的地表位移情况。
4. 灵活性：GNSS系统可以根据需要布置多个接收器，可以监测到不同地点的地表位移情况。
龙固火车站地表移动观测分析
运输专线安全畅通。因此 ， 提供维护资料必须通过 测量建站并认真监测获得精确数据 。
１ ． ２ 观测 站设置的 目的
设置 龙 固火车 站地 表移动 观测 站是 为 了了解路
观测站 ， 并要求对铁路线定期进行变形观测。
１ ． １ 建站 目的与可行 性
基和钢轨的移动变形 ， 为铁路维修提供资料 。由于 地表移动是多种地质采矿因素综合影 响的结果 ， 通 过设 置 铁 路观 测 站 的实 地 观测 ， 获取 铁 路移 动 下沉
和平 面位 移资 料 ， 然 后对 这些 资料进 行综 合分 析 ， 总
矿 区铁 路专线 通过 采 区开拓 巷道 上方为 Ⅳ级 铁
路保护等级 ， 其中轨道两翼布设工作面， 压煤量 占煤 层倾 向约 ｌ ｋ ｍ ， 留设保护煤柱会损失大部分煤炭资 源 。经过技术分析和经济预算 ， 结合 以往 “ 三下” 采 煤经验 ， 计划不设煤柱开采。根据铁路下采煤特点 ： 铁路是延伸性建筑物 ， 相互间为一个整体 ， 每一个区 段 出现问题必然会影 响全线正常通车 ； 铁路运输不 能中断 ， 必须保证采动过程中行车安全 ， 要求在简短 时间内维修 ； 铁路局部突然陷落对行车危害大 ， 必须
煤
炭
科
技
２ ０ １ ４ 年第 １ 期
Ｎｏ ．１ ２ ０１ ４
ＣＯＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＆ Ｔ ＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
文章编号 ： １ ０ ０ ８ — ３ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ２ ０ － ０ ２
固 次 车 站 地 表 移 动 观 测 析
根据《 煤矿测量规程》 《 煤矿测量手册》 《 国家三 、
１ ０ ９ ５ ｍｍ。
如何使用地理信息系统进行地表变化监测和分析
如何使用地理信息系统进行地表变化监测和分析地理信息系统（Geographical Information System，简称GIS）是一种用于捕捉、存储、管理、分析和展示地理数据的技术。
利用GIS技术，我们可以对地表进行变化监测和分析，从而更好地理解和应对环境变化的影响。
一、地表变化监测的数据源地表变化监测需要依赖于可靠的数据源。
目前，遥感技术是一种常用的数据获取手段。
遥感技术通过卫星或航空器获取图像，可以迅速、全面地获取地表信息。
这些图像可以用于监测地表的变化，如城市扩张、土地利用变化、森林覆盖变化等。
除了遥感技术外，地面观测数据也是地表变化监测的重要数据源。
通过设置地面观测站点，可以实时监测大气、水体、土壤等地表要素的变化。
二、地表变化监测的方法和技术地表变化监测需要借助于一系列的方法和技术。
首先，需要对获取的地表数据进行处理和分析。
这包括图像的预处理、地物提取、分类等步骤。
其次，需要进行地表变化检测与分析。
这可以通过时序影像比较、变化检测算法等方法实现。
在地表变化监测中，GIS技术扮演着重要的角色。
GIS技术可以对多源数据进行整合和处理，将不同尺度、不同格式的数据进行融合，提高数据的精度和准确性。
通过GIS技术，可以进行地表要素的测量、分析和模拟，从而实现对地表变化的全面监测。
三、地表变化监测的应用领域地表变化监测在许多领域都具有重要的应用价值。
在城市规划方面，地表变化监测可以帮助政府和规划者更好地了解城市发展的趋势和规律，指导城市用地的合理规划。
在环境保护方面，地表变化监测可以帮助监测和评估环境变化的影响，为环境保护和生态修复提供决策支持。
在农业和水资源管理方面，地表变化监测可以帮助农民和水资源管理者实现高效的农业生产和水资源利用，提高粮食产量和水资源利用率。
四、地表变化监测的挑战与展望地表变化监测面临着一些挑战。
首先，地表变化是一个综合性的问题，需要整合不同来源的数据和方法，提高数据的准确性和可靠性。
区域地表位移监测数据分析及地表位移监测报告
区域地表位移监测数据分析及地表位移监测报告1．概述1.1 测绘项目的名称：某地矿山露天矿北帮边坡工程地表位移监测。
工作量：地表位移监测点16个，点位移动说明一份。
1.2 计划与实际完成情况、边坡监测目的：计划与实际完成情况：提交报告时间：2014年12月15日。
现场实际完成工作量为：利用 5 个控制点，两个Ⅲ等点，三个IV 等已知点；边坡监测目的：为了保证露天矿开采治理与安全所布置的任务，做到定期预防，合理安排生产取到了决定性的作用。
1.3 测区概况1.3.1 测区地理位置：测区所在位置为内蒙古自治区某地公司露天矿首采区内。
1.3.2 测区交通情况：测区位于某地露天矿首采区南工作帮，坡坎交错，通行通视极为困难。
测区距某地市19 公里，有运煤沙石路、运煤专线铁路通往矿区。
1.3.3 测区类别及布点围：该地区地形类别为复杂。
观测点布设易采区北部星火采区北侧，原富华北侧，北排土机道。
1.4 本次工程所采用的坐标系统，投影面、投影带平面坐标系统：1954 年北京坐标系；高程系统：1956 年黄海高程系；投影带：3°带；投影面：大地水准面1.5 对已有的资料进行必要的检查和利用情况已有资料的利用情况：已知点由某地矿山地勘公司提供，用 GPS-RTK检查位于测区附近的控制点，Trimble R8型GPS-RTK水平精度±10mm+1PPm，垂直精度±20mm+1PPm。
2. 技术设计执行情况2.1 规范执行情况实际工作中始终遵循测量任务委托书和技术设计书中的要求实施。
执行的技术标准和规范：《工程测量规范》GB50026-93《测绘产品质量评定标准》CH 1003—95 全球定位系统（GPS）测量规范2.2 外业实测根据地表监测点平面坐标和高程，利用GPS -RTK观测进行地表监测点的检查工作。
根据各点的分布情况测量各点点位的平面坐标和高程。
每次观测不少于10个数据，取其平差值作为观测的成果。
位移观测步骤流程
位移观测步骤流程位移观测是指通过一定的方法和技术，测量地表或结构物体随时间发生的变位。
这种观测通常用于监测地震活动、地质构造变化、建筑物变形等。
位移观测是一种重要的地质勘探和灾害监测方法，具有广泛的应用价值。
下面将介绍位移观测的步骤和流程。
一、准备工作1.确定观测目的和范围：在进行位移观测前，首先需要确定观测的目的和范围，明确要监测的地点和对象。
2.选择观测技术和仪器：根据观测的要求和对象，选择合适的观测技术和仪器，比如全球定位系统（GPS）、测量仪器等。
3.制定观测计划：根据实地情况和技术要求，制定详细的观测计划，包括观测时间、频次、实施方法等。
4.安排观测人员和装备：确定观测人员和装备，确保能够按照计划进行观测工作。
二、观测方法1.GPS观测：全球定位系统是一种常用的位移观测技术，通过在地表或结构物上安放GPS接收器，可以实时监测位置坐标的变化。
2.测量仪器观测：使用各种测量仪器，如水准仪、测距仪等，对地表或结构物体进行位移观测。
3.遥感观测：利用遥感技术，通过卫星影像等手段对地表或结构物进行位移监测，可以实现大范围的观测。
三、观测步骤1.设置观测站点：根据实际情况选择设置观测站点，站点布设应避免遮挡物遮挡、环境污染等影响观测数据的因素。
2.安装观测仪器：根据观测方法选择合适的仪器，并按照要求进行安装设置，确保能够准确记录位移数据。
3.开展观测工作：按照事先制定的观测计划，实施位移观测工作，记录数据并及时整理。
4.数据处理与分析：对采集到的位移数据进行处理和分析，计算位移量、变化速率等参数，制作观测图表和报告。
5.结果解释与应用：根据观测结果解释位移现象的成因，提出对应的应对策略，为相关工程和规划提供参考依据。
四、质量控制1.数据质量验证：对采集到的数据进行质量验证，确保数据的准确性和可靠性。
2.设备校准：定期对观测仪器进行校准，确保仪器精度和稳定性。
3.人员培训：对观测人员进行培训，提高其操作技能和数据处理能力。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
地表移动监测
矿床开采往往造成岩体大规模移动与地表的破坏。
这不仅危及地下工程和地面建筑物，而且也给环境保护带来严重的问题。
所以在新建矿山时应考虑地表下沉的控制方法。
目前，地层控制最有效的方法是胶结充填和留保安矿柱。
但上述方法并非在任何开采条件下都是可行的。
因此，在设计中必须预测和圈定地表移动范围，将建筑物、构筑物均布置在岩层移动范围之外，而且为了合理利用土地和矿产资源，需要预先评价岩体和地表的破坏程度。
鉴于目前缺乏适合于各种条件的预测岩移范围的计算方法，故地表移动的现场监测就更为重要了。
现场监测可以提供地面初始下沉与开采深度、时间的关系；地表塌陷规律；岩体移动参数；地表移动随开采深度变化的特性；地表下沉与覆盖岩层厚度及上下盘围岩强度的关系等。
一、地表移动观测站的任务
（一）确定地表移动范围、岩层移动角和陷落角。
（二）地表移动盆地内，主断面或某一方向的各种移动、变形值大小及分布规律。
（三）开采对地表岩移在时间上的影响，如地表发生岩移的时间、发生危险变形的时间以及地表移动的总持续时间。
二、观测站位置选择
观测站位置应报从矿区的整体规划，应按矿区开采计划，使观测工作能做到逐步查明各种地质和开采条件影响地表移动在时间上和空间上的规律。
初期观测站位置应考虑以下诸因素：
（一）地势平坦，有利于观测。
（二）地质构造简单，水文地质条件简单的地段。