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基于GIS的矿山开采沉陷预计与可视化系统设计和实现

夏颖  
【摘要】:煤炭是我国最重要的能源来源之一,随着国家对能源需求的增长,煤炭资源的总消费量将在长期处于高位。然而在煤炭开采过程中造成了一定程度的地表沉陷、地表建构筑物破坏、生态损伤等现象,因此设计一套完备的矿山开采沉陷预计与可视化系统,可为煤炭无害化开采提供强有力的工具。传统的矿山开采沉陷预计与可视化系统往往都是本地化处理,虽然能够在一定程度上解决当前地表沉陷预计及可视化方面的问题,但也存在着系统平台较为固定、可移植性不强等缺点,本研究利用C/S(Client-Server)架构,将开采沉陷预计在云服务器中进行计算,同时在本地绘制显示用于开采沉陷分析的各类图件,将云端计算与本地化显示进行了有机的融合,设计一套基于GIS的矿山开采沉陷预计与可视化系统。本文工作主要包含以下内容:本文集成了 GIS模型、参数反演模型和沉陷预计模型,实现了概率积分方法与空间数据结构的无缝结合。由于不同的GIS数据模型在处理GIS空间对象或现象中具有不同的方法和效率,针对开采沉陷地表移动变形预计及后期分析应用、显示的特点,选择适合的GIS模型与预计模型结合,有效实现系统的可视化输出。在系统的设计与实现方面,本文基于C/S架构,将系统分为两个功能模块,系统的预计功能利用PHP程序语言在云服务器端实现。系统的可视化功能利用C#程序语言在本地端实现,通过ArcGIS Engine组件式开发技术、SQL Sever数据库技术,系统可以生成预计结果的等值线图、剖面线图,通过建立数字高程模型,可以生成沉陷值的三维立体图,使结果更具有直观性。利用安徽淮南矿区某矿1242(1)进行实例分析,设计建立观测方案获取实测数据,通过本系统求取预计参数,对开采沉陷地表移动变形进行预计和可视化表达。本文设计实现了一个基于GIS平台的矿山开采沉陷预计与可视化系统,通过云服务器实现预计模块,返回结果在本地端实现了可视化输出。系统应用的集成模型可以良好实现开采沉陷预计和预计结果的可视化表达,为煤矿开采沉陷的防治与修复工作提供了有力的工具。图46表4参74


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