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《成都理工大学》 2009年
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3S技术在河北省唐山市地面形变监测和城市扩展中的应用研究

刘瑞  
【摘要】: 地面形变是在自然因素和人为因素作用下形成的地表垂直向变形现象。在我国有许多城市和地区都发生了不同程度的地面形变现象。随着国民经济的进步,城市建设的进度飞速进展,地面形变的危害也日趋显著,它具有分布广、变化过程不易觉察等特点。在我国北方大多数城市以及沿海大多数城市和地区都有不同程度的地面形变问题,其直接影响着社会经济、区域环境的可持续发展,威胁着当地人民的生命财产安全。因此,及时准确地监测地面形变及其发展过程具有重要的意义。 本文基于雷达遥感和光学遥感技术,以河北省唐山市为研究区,研究了利用多传感器、多时相遥感数据对采煤塌陷区沉降信息提取的方法技术。在此过程中,充分利用研究区已有的资料和信息以及该领域的先验知识等参照信息,结合光学遥感与雷达遥感各自特性和优势,提取研究区较长时期内的地面形变信息,包括变化区域、变化速度、变化量等,并分析了地面形变灾害发生的原因及其对城市扩展的影响。初步形成了一套适合矿业城市地面形变遥感信息提取的有效方法组合和工作流程,达到了通过遥感技术对矿业城市的地面形变引起的灾害和城市扩展进行宏观、快速、准确监测的目的,从而为相关职能部门提供决策依据。 本文取得的主要创新点和研究成果如下: 1、将雷达遥感与光学遥感技术相结合来研究城市地面变形,有效地提高了城市地面形变的研究效果。利用雷达遥感技术提取高精度的地面沉降垂直信息,光学遥感技术结合积水现象间接提取沉降区域的空间展布,两者各取所长、相互补充、相互验证。此方法为研究矿业城市地面形变、矿区地面沉降预测和趋势分析,提供了一种科学、合理、有效的方法,并具有可行性和可操作性。 2、利用ASTER的多波段数据,详细分析了塌陷区域地物的光谱特征。针对煤炭和污水水体的异物同谱现象,提出了一种基于ASTER数据的归一化差异水体指数的算法,即NDWIASTER1、4=(ASTER1-w×ASTER4)/(ASTER1 + w×ASTER4)。该方法是在前人研究基础上完善和发展得到的,经过应用与验证,效果良好。此方法不仅解决了研究区域的地物分类问题,也为遥感技术应用到城市地面变化监测方面提供有力参考。 3、首次将研究数据和信息经过格式转换、投影变换整合到数字地球平台之上,利用数字地球平台的三维显示、图层交互操作等功能优势,将矿区分布、积水分布和沉降区域分布相结合进行分析和验证,提高了分析效率和准确性。 4、系统阐述了地面形变的三种类型、采煤引起的灾害程度最大的塌陷的原因、塌陷的三种模式、影响塌陷的原因。在此基础上分析了塌陷是如何引起积水,然后得出利用积水来监测采煤塌陷的可行性结论。 5、文章围绕遥感技术在采煤塌陷区地面沉降监测应用展开研究,详细分析和论述了雷达遥感、光学遥感相关核心技术和整个应用技术体系,并针对城市分布和采煤塌陷集中区的遥感信息提取技术做了深入讨论,对所提取信息的准确度和精确度做了系统分析和评价。 6、基于论文所研究技术,利用TM、ETM、ASTER多源、多时相遥感数据,结合开滦煤矿的矿区分布,有效提取了研究区的6个时相的积水信息。同时,采用GIS技术进行了数据叠置和统计分析,得到了开滦煤矿10个矿区的积水变化图,包括10个矿区的积水动态变化面积、区域、速度等。依据积水的变化信息,分析了开滦煤矿塌陷10个矿区的塌陷状况。 7、围绕城市扩展信息提取,论文采用多源、多时相的光学遥感数据,利用波段组合、图像增强、数据融合、地物分类等方法技术,提取了唐山市不同时期的轮廓图。在对唐山市的扩展面积、速率和方向进行全面分析的基础上,分析了采煤塌陷对唐山市城市扩展影响。发现唐山市东北的荆各庄也会在不久的将来阻挡唐山市往东北方向的发展,得出唐山市以后应该往西和西北两个方向发展的合理性结论。 8、基于雷达遥感干涉测量技术,充分利用和参考以上研究成果和区域相关信息,提取了研究区5个时间段历时10年来的沉降量变化信息。在有效验证和结果数据分析的基础上,讨论了沉降变化的影响因素。自1999年唐山市被列入国家级采煤塌陷区综合治理示范区以来,在唐山市区全面禁止地下煤炭开采。雷达监测结果数据表明沉降速度变缓、面积变小,这和相关部门得出的唐山市地面沉降得到了有效控制的结论一致。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P642.26;P208;P237;P228.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鹿献章,杨义忠,喻根,杨则东,李良军;淮北市北区地表水体及采空塌陷遥感调查[J];安徽地质;1997年01期
2 吴立新,高均海,葛大庆,廖明生;工矿区地表沉陷D-InSAR监测试验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2005年08期
3 陈基伟;利用GPS-InSAR合成方法进行地面沉降研究的现状与展望[J];测绘科学;2003年04期
4 刘国祥,刘文熙,黄丁发;InSAR技术及其应用中的若干问题[J];测绘通报;2001年08期
5 尤惠川,徐锡伟,吴建平,何正勤;唐山地震深浅构造关系研究[J];地震地质;2002年04期
6 何庆成;方志雷;李志明;刘文波;;InSAR技术及其在沧州地面沉降监测中的应用[J];地学前缘;2006年01期
7 吴立新,高均海,葛大庆,殷作如,邓智毅,刘宏军;基于D-InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析[J];地理与地理信息科学;2004年02期
8 魏风华;;唐山市岩溶塌陷机制分析[J];地质与勘探;2006年02期
9 朱庆杰,苏幼坡;唐山市地质灾害综合防灾研究[J];防灾减灾工程学报;2005年03期
10 杨武年,濮国梁,CAUNEAU F,RANCHIN T,PARIS J P;长江三峡库区地质灾害遥感图像信息处理及其监测和评估[J];地质学报;2005年03期
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1 张艳梅;基于雷达差分干涉技术的地震形变场测量研究[D];武汉大学;2005年
【共引文献】
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1 陈述彭,岳天祥;全球环境变化的系统研究方法浅议[J];自然资源学报;2001年01期
2 骆剑承,周成虎,杨艳;具有部分监督的遥感影像模糊聚类方法研究及应用[J];遥感技术与应用;1999年04期
3 张路;廖明生;;一种顾及上下文的遥感影像模糊聚类[J];遥感学报;2006年01期
4 岳彩荣;3“S”集成技术研究现状及其在林业上的应用与展望[J];西南林学院学报;1999年01期
5 陈军,蒋捷;多维动态GIS的空间数据建模、处理与分析[J];武汉测绘科技大学学报;2000年03期
6 廉毅,高枞亭,任红玲,唐晓玲,安刚,张文哲,孙力;吉林省西部荒漠化发展的陆地卫星遥感监测分析[J];气象学报;1999年06期
7 祝民强,余达淦,吴仁贵,赵英俊;内蒙古巴彦塔拉盆地构造与铀矿化的遥感地质研究[J];国土资源遥感;2002年01期
8 吉云松;;对非GIS专业的GIS教育的思考[J];测绘与空间地理信息;2006年01期
9 杨存建,周成虎;基于知识的遥感图像分类方法的探讨[J];地理学与国土研究;2001年01期
10 叶庆华,刘高焕,陆洲,龚争辉,Marco;基于GIS的时空复合体-土地利用变化图谱模型研究方法[J];地理科学进展;2002年04期
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1 徐璐;何宗宜;张少青;郭妍;;结构与光谱信息相结合的遥感图像分类方法[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(二)[C];2007年
2 王俊英;;福建省山洪灾害特征及其防治区划研究[A];福建省第十一届水利水电青年学术交流会论文集[C];2007年
3 胡德勇;李京;陈云浩;张兵;杨富平;;滑坡灾害遥感信息提取及危险性评估方法研究[A];中国灾害防御协会风险分析专业委员会第二届年会论文集(二)[C];2006年
4 吴小寅;陈竑;余戈;范宇航;陈莉;;城市环境智能决策支持系统的开发和应用[A];广西计算机学会2004年学术年会论文集[C];2004年
5 田宏伟;赵慧洁;;基于高阶统计的高光谱目标检测的研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
6 况顺达;赵震海;;SPOT5在矿山监测中的应用[A];贵州省自然科学优秀学术论文集[C];2005年
7 薛怀平;刘根友;郝晓光;曾琪明;张景发;夏耶;易庆林;涂国宝;;三峡库区秭归GPS-CR滑坡监测网的建立[A];第三届湖北科技论坛优秀论文集[C];2005年
8 薛怀平;刘根友;曾琪明;张景发;夏耶;易庆林;涂国宝;郝晓光;;三峡库区秭归GPS-CR滑坡监测网的建立[A];测绘荆楚——湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C];2005年
9 张中原;高首都;;遥感技术在输电线路选线中的应用[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十一次学术信息交流会论文集[C];2007年
10 赖震刚;;基于遥感的城市热岛与城市绿地分析[A];江苏省测绘学会2007年学术年会论文集[C];2008年
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1 陈华文;城市可持续发展中地质环境的经济学分析——以上海城市地质环境为例[D];复旦大学;2004年
2 苗蕾;地图可视化中动态与交互特性的认知研究[D];武汉大学;2004年
3 陈顺云;提取现今构造活动信息的定量热红外遥感方法研究[D];中国地震局地质研究所;2006年
4 王宏勇;空间运动对象时空数据模型的研究[D];解放军信息工程大学;2005年
5 丁献文;基于SAR的阿尔金东段变形特征监测及机理分析[D];浙江大学;2007年
6 张丰;面向网格的海量时空数据访问、集成与互操作研究[D];浙江大学;2007年
7 赵哲远;土地利用规划调控技术研究[D];浙江大学;2007年
8 黄铎;三维城市模型的数据内容[D];武汉大学;2004年
9 乔平林;区域水资源动态变化遥感定量测算方法研究[D];山东科技大学;2004年
10 方勇;星载SAR图像空间信息提取技术研究与实践[D];解放军信息工程大学;2001年
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1 郑宜珍;自组织与自组织城市[D];武汉大学;2005年
2 马雪梅;建设用地及其变化信息遥感监测方法研究[D];河海大学;2006年
3 王琳;福州及其毗邻地区的土地利用变化、城市热岛和蒸发(散)量遥感信息反演的研究[D];福州大学;2006年
4 梁玉喜;TM图像用于川西地区森林面积自动提取的研究[D];四川农业大学;2004年
5 冯险峰;GIS支持下的中国陆地生物量遥感动态监测研究[D];陕西师范大学;2000年
6 斯林;利用分形方法提取遥感图像空间结构信息的应用研究[D];中国林业科学研究院;2000年
7 秦艳培;RS和GIS支持下的土地利用/土地覆被变化研究——以郑汴间沙岗地区为例[D];河南大学;2001年
8 张宏伟;遥感技术在岷江上游生态环境调查与评价中的应用[D];成都理工学院;2001年
9 彭茹燕;和田河中游地区景观格局遥感研究[D];新疆大学;2001年
10 王惠;多源遥感影像在目标图集制作中的应用[D];解放军信息工程大学;2001年
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1 樊秀峰,吴振祥,简文彬;福州市温泉区地面沉降分析[J];地质灾害与环境保护;2004年02期
2 单新建,柳稼航,马超;2001年昆仑山口西8.1级地震同震形变场特征的初步分析[J];地震学报;2004年05期
3 林锦华;长乐-诏安断裂带活动特征与继承性活动[J];华南地震;1999年02期
4 赵华;应用合成孔径雷达干涉技术监测矿区地表形变[J];四川测绘;2003年03期
5 吴振祥,樊秀峰,简文彬;福州温泉区地面沉降灰色系统预测模型[J];自然灾害学报;2004年06期
6 陈基炜;应用遥感卫星雷达干涉测量进行城市地面沉降研究[J];测绘通报;2001年08期
7 吴立新,高均海,葛大庆,廖明生;工矿区地表沉陷D-InSAR监测试验研究[J];东北大学学报(自然科学版);2005年08期
8 游新兆,李澍荪,杨少敏,乔学军,王琪,Tom Logen,杜瑞林;长江三峡工程库首区InSAR测量的初步研究[J];大地测量与地球动力学;2001年04期
9 吴立新,高均海,葛大庆,殷作如,邓智毅,刘宏军;基于D-InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析[J];地理与地理信息科学;2004年02期
10 陈义兰;周兴华;刘忠臣;;应用INSAR进行黄河三角洲地面沉降监测研究[J];海洋测绘;2006年02期
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1 张红;D-InSAR与POLinSAR的方法及应用研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
2 张璞;福建漳州晚第四纪以来的环境演变[D];中国地质大学(北京);2005年
3 陈艳玲;星载SAR及InSAR技术在地球科学中的应用研究[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2007年
4 王志勇;星载雷达干涉测量技术在地面沉降监测中的应用[D];山东科技大学;2007年
5 贺跃光;工程开挖引起的地表移动与变形模型及监测技术研究[D];中南大学;2003年
6 周春霞;星载SAR干涉测量技术及其在南极冰貌地形研究中的应用[D];武汉大学;2004年
7 魏风华;河北省唐山市地质灾害风险区划研究[D];中国地质大学(北京);2006年
8 罗小军;永久散射体雷达差分干涉理论及在上海地面沉降监测中的应用[D];西南交通大学;2007年
9 曹卫彬;新疆棉花遥感监测运行系统关键技术研究[D];中国农业大学;2004年
10 颜春燕;遥感提取植被生化组分信息方法与模型研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
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1 吴振祥;福州温泉区地下热水三维有限元数值模拟与地面沉降研究[D];福州大学;2004年
2 程庆展;福建省地质灾害类型与评价分区研究[D];福建师范大学;2004年
3 宁宝坤;泉州盆地第四系构造格架建立及断裂活动性初步评价[D];中国地震局地质研究所;2003年
4 付萍;漳州盆地第四纪钻孔地层划分、对比与沉积环境分析[D];中国地质大学(北京);2005年
5 丁建全;基于D-InSAR技术的地下开挖空间分析[D];山东科技大学;2006年
6 李学军;InSAR技术在大同矿区地面沉降监测中的应用研究[D];太原理工大学;2007年
7 陈本清;利用多时相卫星遥感影像对厦门市城市化进程及环境变化进行动态监测与分析[D];福州大学;2002年
8 董芳;基于陆地卫星TM/ETM~+和GIS的济南城区扩展动态监测研究[D];山东农业大学;2003年
9 许榕峰;基于遥感的龙海市土地利用变化动态监测与专题研究[D];福州大学;2004年
10 吴全;基于多源数据复合分析的作物遥感识别方法研究[D];中国农业大学;2004年
【二级参考文献】
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1 田级生;浅析北方红粘土对碳酸盐岩溶蚀作用的影响[J];吉林大学学报(地球科学版);1986年03期
2 杨武年,乐光禹,杜思清,黄继钧;金佛山菱形构造格局区域变形场和应力场遥感图像解析[J];成都理工学院学报;1994年01期
3 杨武年,乐光禹;黔西六枝-大窑地区复合叠加褶皱及构造应力场遥感图像分层解析[J];成都理工学院学报;1998年S1期
4 秦其明;遥感图像自动解译面临的问题与解决的途径[J];测绘科学;2000年02期
5 孙司衡,郑新江;沙尘暴的卫星遥感监测与减灾服务[J];测绘科学;2000年02期
6 陈基炜;应用遥感卫星雷达干涉测量进行城市地面沉降研究[J];测绘通报;2001年08期
7 万剑华,肖平;1米级卫星系统的特点及应用前景[J];测绘通报;1997年08期
8 李军,周月琴,李德仁;影像局部直方图匹配滤波技术用于遥感影像数据融合[J];测绘学报;1999年03期
9 张水清,杜德斌;上海中心城区职能转移与城市空间结构优化[J];城市发展研究;2001年06期
10 方修琦,章文波,张兰生,罗海江 ,李志尧;近百年来北京城市空间扩展与城乡过渡带演变[J];城市规划;2002年04期
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1 田光进;基于遥感与GIS的90年代中国城乡居民点用地时空特征研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
2 陈正超;中国DMC小卫星在轨测试技术研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2005年
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1 王心;奥运经济与北京城市发展研究[D];河北大学;2005年
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1 乔家君;地理信息系统与相关技术结合应用研究[J];河南大学学报(自然科学版);2001年04期
2 刘长星;流域治理与3S技术应用研究[J];水土保持学报;2002年06期
3 李红斌,濮文耀,张殿刚,于世秀;火箭增雨作业中雷达和3S技术的应用[J];气象科技;2004年04期
4 吴风华,杨久东,李小光,孔改红;3S技术在耕地保护中的应用研究[J];国土资源情报;2005年02期
5 范业稳;运用3S技术提高城市水司的管理水平[J];测绘信息与工程;1999年04期
6 沈芳,程东,黄润秋,苗放;3S技术在国土资源调查、环境保护及地质灾害评价与预测中的应用展望[J];成都理工学院学报;2000年S1期
7 高瑞莲,吴健平;3S技术在生物多样性研究中的应用[J];遥感技术与应用;2000年03期
8 牛少凤,韩刚,李爱贞;简述3S技术及其在景观生态学中的应用[J];山东师范大学学报(自然科学版);2002年01期
9 侯英姿,陈晓玲,李毓湘;基于3S技术的海岸带综合管理研究进展[J];海洋测绘;2005年03期
10 李媛媛;李晋;刘新华;梁冬萍;;基于3S技术的地质灾害监测信息系统构建[J];灾害学;2006年04期
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1 克里木江.买买提;塔西普拉提.提依拜;;基于3S技术的绿洲-荒漠交错带生态环境安全研究[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
2 刘雪俊;区磊海;;地球空间信息学——测绘学的新发展[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
3 周立;;基于3S技术的核电站温排热污染监测模型研究[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
4 曾余赢;;土地利用总体规划中3S技术的应用与展望[A];新技术在土地调查中的应用与土地科学技术发展-2005年中国土地学会学术年会论文集[C];2005年
5 张育红;;“数字海事”技术及其应用[A];中国航海学会航标专业委员会测绘学组学术研讨会学术交流论文集[C];2006年
6 喻琴;周忠发;闫利会;;贵州省毕节市鸭池示范区喀斯特石漠化成因探讨[A];现代地理科学与贵州社会经济[C];2009年
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10 刘志红;刘文兆;李锐;;基于3S技术的区域蒸散研究进展[A];《中国水土保持科学》第1届4次编委会会议论文集[C];2006年
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1 富融;3S技术 矿业的好帮手[N];中国矿业报;2000年
2 记者 王奇;3S技术大显身手[N];中国国土资源报;2001年
3 上渊;3S技术让小灵通通话更流畅[N];中国高新技术产业导报;2004年
4 王让会 张慧芝;3S技术与绿洲精细农业[N];中国测绘报;2001年
5 新明;3S技术与“数字福建”[N];福建日报;2001年
6 路京选 卢刚 张驰;3S产品市场蕴藏商机[N];中国水利报;2005年
7 汤景棉 张晏;3S技术的集成:“调查之星”[N];中国国土资源报;2004年
8 记者 吴江;3S技术综合研究获重大成果[N];中国测绘报;2001年
9 铁铮;3S技术课程学科定位困难[N];中国绿色时报;2001年
10 ;发展3S技术争创世界一流测绘科研机构[N];中国测绘报;2002年
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1 刘瑞;3S技术在河北省唐山市地面形变监测和城市扩展中的应用研究[D];成都理工大学;2009年
2 任宪友;两湖平原湿地系统稳定性评价与生态恢复设计[D];华东师范大学;2004年
3 程昌秀;3S技术在县级土地利用变更调查中的应用研究[D];中国农业大学;2001年
4 杨晶;基于3S技术的黑龙江省风景名胜资源综合评价研究[D];东北林业大学;2007年
5 郑跃鹏;基于“3S”技术的广西海岸带变化研究[D];中国地质大学(北京);2009年
6 刘桂香;基于3S技术的锡林郭勒草原时空动态研究[D];内蒙古农业大学;2004年
7 李首成;川中丘陵区人为影响下的乡村景观格局和碳氮长期变化研究[D];中国农业大学;2005年
8 红梅;锡林河流域草地地境划分及其健康评价[D];内蒙古农业大学;2005年
9 凌侠;宁夏河东沙地荒漠化态势评价研究[D];北京林业大学;2007年
10 何茂兵;基于3S技术的九段沙湿地DEM构建及动态变化研究[D];华东师范大学;2008年
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1 刘晓燕;北京湿地生物多样性及保护研究[D];首都师范大学;2004年
2 崔利;基于3S技术的土地荒漠化监测研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
3 任兴烨;基于3S的县级土地利用数据库建设方法研究[D];河北师范大学;2007年
4 曾金华;基于3S技术的滑坡时间预报系统研究[D];长安大学;2004年
5 刘祖军;基于3S技术森林火险区划研究[D];福建农林大学;2008年
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7 郭述茂;基于3S技术的高寒草地植被覆盖度分布特征及动态变化研究[D];兰州大学;2009年
8 王勇轶;内蒙古乌审旗乌兰陶勒盖水源地水文动态变化研究[D];内蒙古农业大学;2008年
9 邹贵武;3S技术在集成物流系统中的应用研究[D];长安大学;2009年
10 鲁岩;基于“3S”技术的金堂县生态环境质量评价及可持续性发展研究[D];成都理工大学;2009年
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