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沉陷区主要环境资源损害GIS可视化评价系统研究

张鹏  
【摘要】: 煤矿开采已普遍进入“三下”开采阶段,随着开采强度和开采范围的不断扩大,沉陷区环境资源损害问题越来越受到关注,也成为当前迫切需要解决的技术性难题之一。沉陷区环境资源损害评价是一项综合性强、工作量大、技术难度高的工作,传统的手工分析及计算已远远落后于当今社会发展的需要,同时其计算结果的科学性及合理性难以保证。随着计算机技术的不断发展与广泛应用,大量的新技术逐步被引入开采沉陷领域,本课题借助地理信息系统(GIS)和三维数据场可视化技术手段,进行了沉陷区主要环境资源(建筑物、土地资源)的损害评价研究。 (1)沉陷区环境资源损害评价涉及因素众多,评价模型不统一。本文综合分析国内外的相关损害评价理论及标准,并通过沉陷区现场调研,建立了主要环境资源(建筑物、土地资源)损害评价应用模型。 (2)引入GIS技术,以ArcGIS 9为操作平台,实现了基于Visual Basic 6.0的AO二次集成开发,结合已构建的评价模型,建立了专门的开采沉陷环境资源损害评价系统,主要针对建筑物、建筑物(区域)、土地资源进行损害评价。 (3)开采沉陷环境资源损害评价系统包括添加图层及数据表、生成沉陷预计变形点层、环境资源损害评价、图层与数据表连接等功能,借助以上功能操作,在GIS内部实现环境资源的损害评价计算与可视化分析一体化。 (4)选取兖州矿区为评价研究区,针对鲍店煤矿十采区的具体地质采矿条件,进行了评价系统的工程实际应用,该系统完成十采区4.18km~2范围内的建筑物、土地等主要环境资源的损害评价工作耗时约20分钟,相比于传统的评价分析方法,极大地提高了工作效率。 (5)详细介绍了建筑物及土地资源的损害评价分析过程,并对评价结果进行了汇总分析,得出十采区其中四个采面(103_上01、103_上03、103_上04和103_上05)开采时的经济赔偿金额为100956555元,通过对环境资源的损害程度及赔偿金额的现场实例校核,认定运用该系统实现的损害评价结果符合矿区实际。 数字信息化时代的出现推动“3S”技术渗透到社会的诸多领域,GIS作为“3S”技术的核心,已经为工程技术人员所广泛采用。本文利用该项技术,探索了一种沉陷区主要环境资源损害评价的全新方法,开发了基于GIS的开采沉陷环境资源损害评价系统,提高了评价工作的效率,并实现了评价结果的可视化,解决了传统方法难以完成的技术性课题。此外,本论文研究所应用的技术手段已用于完成建设部科技项目和山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助项目的研究,项目于2009年4月通过鉴定,研究成果受到了中国科学院宋振骐院士,以及来自中国煤炭科学研究总院、中国矿业大学(北京)、中国煤炭科学研究院唐山分院等众多专家的一致好评,认为该项研究技术达到国际领先水平。


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