[发明专利]一种确定塌陷耕地损害边界的方法

说明书

技术领域

本发明属测绘和环境监测技术领域，特别涉及确定塌陷耕地损害边界的技术方法。

背景技术

煤炭是中国最主要的能源，随着中国采矿事业的迅速发展，其开发利用在对国民经济发展发挥重要作用的同时，随之带来的问题也显现出来。地下煤炭资源的大量采出导致采空区上覆岩层的平衡遭到破坏，产生变形，导致不同程度的地表塌陷损伤，地表塌陷损伤的形态有：下沉盆地、塌陷漏斗、台阶、地表裂缝等，在中国不同地区其塌陷程度也各异，比如在东部平原区是中国的煤炭—粮食复合主产区，地下的开采对地面耕地的破坏数量巨大，许多矿区出现了十分严重的地面塌陷，并引起了严重的矿区积水问题，其中损害耕地的比重更大，耕地面积减少、质量退化，已严重影响到该地区的农业生产,人民的日常生活。

根据现有的开采沉陷和三下采煤（指在建筑物下、铁路下和水体下采煤方法）规范，下沉盆地指的是下沉深度大于10mm的区域。而对于耕地来说,塌陷大于10mm而对农业生产没有影响，该区域为非损害区，只有塌陷对农作物产量产生影响的区域才是耕地损害区域。

目前矿区破坏耕地的边界划分缺少统一的标准，一方面造成在处理塌陷地纠纷中无法可循，导致工农矛盾加剧，另一方面也影响了土地复垦工作的实施，甚至对煤炭工业生产也造成了不可估量的损失。

发明内容

本发明的目的是为解决上述难题，提出一种确定塌陷耕地损害边界的方法，旨在弥补塌陷损害耕地边界划分缺少统一标准的不足，本方法将基于遥感积水边缘的塌陷缓冲模型与DEM差值法综合在一起，可快速的确定塌陷耕地的边界，为塌陷地的补偿及治理提供基础支撑。

本发明提出的一种确定塌陷耕地损害边界的技术方法,其特征在于，包括以下步骤：

1）数据源的选取及待测塌陷损害区域范围的确定：依据待测区损害发生的起始时间点和开展边界确定工作的时间点设定检测时间段，在该时间段中获取矿区所在地区至少2个以上不同时相的遥感数据（包括卫星、航空遥感图像和卫星、航空卫星影像立体相对）和地形图数据（非遥感数据）；根据获取的矿区煤炭分布和煤层信息以及开采信息(如采掘工程平面图)，进行开采沉陷预计,绘制沉陷等值线图,确定待测塌陷损害区域的初步范围；

2）塌陷水域边界信息提取：对所述遥感数据进行几何校正、图像融合、图像增强处理、彩色合成、图像融合处理，并根据步骤1)中确定的初步范围边界，从遥感图像中删除该初步范围边界外的图像区域；利用多尺度小波变换边缘检测的方法对遥感图像中的水域边界进行检测，并结合实地的典型土地调查信息，对提取出塌陷水域边界信息进行确定和补充；对所述地形数据进行几何校正处理，并根据步骤1)中确定的塌陷损害区域初步范围在地形图数据中分离提取出塌陷水域边界信息；

3）塌陷地边界缓冲模型的建立与地面塌陷深度信息的获取：首先获取待测区的地面沉降监测数据（矿区都设有沉降观测站，用全站仪定期对观测站中的观测点进行观测获取数据），并根据沉降监测数据，通过数值模拟建立塌陷地边界缓冲的指数模型：

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其中，F_i表示距离塌陷中心点（塌陷区域几何中心点）不同距离上的塌陷程度，f₀表示空间实体的综合规模指数，一般须经最大值标准化后参与运算，d₀表示该塌陷的最大影响距离，d_i表示在该塌陷中心最大影响距离内的某点距该中心的实际距离；根据所述边界缓冲模型，对步骤2)中提取的塌陷水域边界信息进行边界缓冲处理，从而获取初步范围塌陷边界信息以及地面塌陷深度信息；