(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111388676.9 (22)申请日 2021.11.22 (71)申请人 淮北矿业股份有限公司 地址 235000 安徽省淮北市相山区人民中 路276号 (72)发明人 赵恒　朱建　 (74)专利代理 机构 重庆乐泰知识产权代理事务 所(普通合伙) 50221 代理人 崔雷 (51)Int.Cl. G06V 20/10(2022.01) G06V 10/84(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06V 10/25(2022.01) G06K 9/62(2022.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/02(2012.01) (54)发明名称 一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉 量提取方法 (57)摘要 本发明涉及开采沉陷技术、 光学遥感与微波 遥感技术领域， 公开了一种开采沉陷积水区识别 与水下地表下沉量提取方法， 用于解决地下矿开 采后会导致大面积地表下沉， 同时会形成积水 区， 无法准确、 及时辨别其下沉区域和预计下沉 量的问题。 其联合光学卫星遥感技术、 DInSAR技 术和概率积分法的地表沉陷积水区识别与下沉 量预计提取的流程化方法 组合， 快速精准确定区 域内由于井工开采导致地表下沉区域 以及下沉 量。 本发明涉及的流程对于南方平原地区开采沉 陷的监测与规律研究具有重要意义， 且易于实 现， 执行效率高， 可 以解决目前仅依靠水准测量 无法实现大面积沉陷区精确提取的技 术问题。 权利要求书1页 说明书6页 附图7页 CN 114299381 A 2022.04.08 CN 114299381 A 1.一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉量提取方法， 其特征在于， 联合光学卫星 遥感技术、 DInSAR技术和概率积分法的地表沉陷积水区识别与下沉量预计提取的流程化组 合方法， 包括以下步骤： S1、 光学卫星遥感技术， 先利用Landsat  8OLI光学遥感影像对井工开采区域、 可能发生 开采沉陷的区域以及开采沉陷积水区进行分类识别， 提取可能由于沉陷导致的预 处理积水 区信息； S2、 DInSA R技术， 用于对开采沉陷积水 区进行大面积微波遥感监测， 精准识别地表下沉 盆地的主要区域； S3、 概率积分法， 利用概率积 分法对井工开采区域的下沉量进行预计， 监测与DInSA R微 波遥感技术的吻合性， 联合预处理积水区内的积水信息， 快速精准确定区域内由于井工开 采导致地表下沉区域以及下沉 量。 2.根据权利要求1所述的一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉量提取方法， 其特 征在于， 所述S1 中， Landsat  8OLI光学遥感影像为工作面开采 前至开采 结束， 间隔一年且时 段相近的影 像。 3.根据权利要求1所述的一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉量提取方法， 其特 征在于， 所述S1中， 提取可能由于沉陷导致的预处理积水区信息采用支持向量机分类的方 法， 计算公式为： f(xi)＝w×xi+b＝0 其中xi(i＝1,…,N)表示训练样本输入； f(xi)＝{+1,‑1}表示期望输出； w表示权值矢 量； b表示阈值。 4.根据权利要求1所述的一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉量提取方法， 其特 征在于， 所述S2中， DInSAR技术为二轨法DInSAR差分技术获取研究区域内不同时间节点的 沉陷序列分布。 5.根据权利要求1所述的一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉量提取方法， 其特 征在于， 所述S3中， 概 率积分法预计地表下沉 量的模型的表达式为： 式中， W(x,y)表示地表下沉值， W0表示地表最大下沉值； m表示煤层采厚， q表示下沉系 数； r表示主要影响半径， H表示采深， tanβ 表示主 要影响角正切； D表示 地下开采范围。 6.根据权利要求5所述的一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉量提取方法， 其特 征在于， 将概率积分法预计结果与DInSAR结果进 行对比， 验证其 吻合性， 并对沉陷区域的下 沉量进行预计。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114299381 A 2一种开采沉陷 积水区识别与水下地表下沉量提取方 法 技术领域 [0001]本发明涉及开采沉陷技术、 光学遥感与微波遥感技术领域， 尤其涉及一种开采沉 陷积水区识别与水 下地表下沉 量提取方法。 背景技术 [0002]我国煤炭资源丰富， 由于煤炭开采导致的地表下沉屡见不鲜， 特别是南方平原地 区， 因该区域多雨水， 农田水稻、 小麦种植较多， 养殖业较多， 常会显现大面积的水域， 由于 其特殊的平原地形， 地下矿开采后会导致大面积地表下沉， 同时会形成积水区， 无法准确、 及时辨别其下沉区域和预计下沉量。 为了实现平原地区矿区生态环境可持续发展， 有必要 及时精准的识别大面积沉陷积水区， 并对其下沉 量进行监测 和预计。 [0003]光学遥感图像包含的信息丰富， 细节较多， 在矿区地质环境监测中应用较为广泛。 利用光学遥感可以大面积监测矿区土地利用情况的变化、 植被覆盖度、 水质污染、 土壤重金 属污染等。 煤矿开采分为露天开采和地下开采两种， 露天开采的结果多表现为形成巨大 的 采坑， 地下开采则会引发地表下沉。 塌陷坑积水、 植被生长等在一定程度上增加了光学遥感 监测的难度。 [0004]Landsat 8OLI光学遥感卫星于2013年2月11日 由美国国家航空航天局(NASA)成功 发射， 搭载了陆地成像仪( Operational  Land Imager， OLI)和热红外遥感器(Thermal   Infrared  Sensor,T IRS)， 包含1个全色波段和8个多光谱波段。 全色波段分辨率为15m， 多 光 谱波段分辨 率为30m， 幅宽185km， 视场角15 °， 可用于陆地环境 监测和水资源调查 监测等。 [0005]合成孔径雷达差分干涉测量(Differential  Interferomertric  Synthetic   Aperture  Radar,DInSAR)技术最早是由NASA /NPL的Cabriel提出， 经过一系列论证， 证实该 技术可以探测厘米级的地表形变。 单纯利用DInSAR技术无法准确识别区域内是否因为煤矿 开采引发的地表下沉， 因此， 需要联合多源遥感数据和技 术充分挖掘煤矿开采区域的信息 。 [0006]哨兵1号A星(Sent inel‑1A)卫星于2014年4月发射， 卫星运行的轨道高度为693km， 运行轨道为极地太阳同步轨道。 该卫星继承了环境遥感卫星(ENVISAT)和欧洲遥感卫星 (ERS)上搭载的微波遥感(SAR)传感器的优点， 具备全天候、 全天时的观测能力， 可以提供 10m分辨率的雷达卫星影像数据。 其主要应用于地表形变监测， 水体管理和森林监测等领 域。 以及概率积分法是由我国研究学者刘宝琛、 廖国华提出， 由于其适用性广， 该方法成为 目前我国应用最广泛的预计方法。 [0007]因此， 我们提出了一种开采沉陷积水区识别与水下地表下沉量提取方法用于解决 上述问题。 发明内容 [0008]本发明的目的是针对背景技术中存在的问题， 而提出的一种联合光学卫星遥感技 术与微波遥感DInSAR技术， 拓宽了遥感技术在地表下沉区域识别的应用空间。 并可以解决 目前由于井工开采导致的大面积地表下沉， 为远程精准监测、 监控提供一种 可以多方相互说　明　书 1/6 页 3 CN 114299381 A 3