李新舉等:高潛水位煤礦區地表沉陷信息提取方法研究

2020-12-26 全國能源信息平臺

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目前針對高潛水位礦區的地表形變監測研究通常僅獲取沉陷水體信息或者沉陷非積水區信息並沒有將兩者相結合，雖然高解析度影像提取水體結果精度較高，但是其覆蓋面較小且價格較高，適用性較低，而 Ｌａｎｄｓａｔ系列數據具有時間和空間上覆蓋全面、數據免費的優勢，Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１Ａ數據在監測地表變形方面具有很好的優勢，但在採煤沉陷區域的應用較少。因此，這２種數據和方法組合可以獲得更全面的礦區沉陷信息。筆者以濟寧市鮑店煤礦為例，針對高潛水位礦區地表沉陷特點，結合沉陷積水區和非積水區的提取方法，利用多源多時相數據綜合分析，獲取整個礦區地表沉陷信息，以期為礦區土地復墾提供參考依據。

作者

李新舉1,2，周晶晶1,2

單位

1.土肥資源高效利用國家工程實驗室；2.山東農業大學 資源與環境學院

摘要

準確、快速、高效地獲取採煤沉陷信息對礦區土地復墾具有重要意義，尤其是針對極易形成大面積的地表沉陷積水區以及非積水區的高潛水位煤礦區，土地復墾工作更為嚴峻。以高潛水位礦區—鮑店煤礦為研究對象，結合併改進水體和非水體提取方法，獲取整個礦區的地表沉陷信息。

在改進歸一化水體指數（MNDWI）的基礎上，針對採煤沉陷水體邊緣易於和水體信息混淆的特點，提出了增強型改進歸一化水體指數（E-MNDWI）。利用Landsat 8數據通過E-MNDWI提取沉陷積水區域；利用哨兵1號A星數據（Sentinel-1A），通過小基線集技術(SBAS-InSAR)提取出沉陷非積水區域；最後進行克裡金插值獲取礦區下沉量為10 mm的等值線。

結果表明：利用E-MNDWI提取沉陷水體精度較高，Kappa係數為85.07%。鮑店礦區西部基本達到穩沉狀態，東部地表沉陷較為明顯，南部地表略有抬升。監測期內礦區最大地表平均 下沉速率為41.69 mm/a，最大下沉量為85.16 mm。截至2017年礦區因採煤造成的沉陷區域面積共10.1 km2其中沉陷積水區為4.6 km2，非積水區域為5.5 km2。選取若干基準點驗證沉陷非積水區的提取結果，得到決定係數R2為0.92。

利用多源多時相數據，結合多種方法獲取礦區沉陷信息，可為煤礦城市生態修復和土地整治復墾提供理論依據，並為今後快速高效監測採煤沉陷區地表形變提供新思路。

主要附圖

引用格式

李新舉，周晶晶. 高潛水位煤礦區地表沉陷信息提取方法研究[J]. 煤炭科學技術, 2020, 48(4): 105-112.

LI Xinju,ZHOU Jingjing. Research on surface subsidence information extraction method based on high phreatic coal mining area[J]. Coal Science and Technology, 2020, 48(4): 105-112.

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