Εξόρυξη πετρωμάτων που έχουν υποστεί καθίζηση βασιζόμενη σε τηλεπισκοπικές εικόνες
Από RemoteSensing Wiki
WANG Xing-feng, WANG Yun-jia, HUANG Tai
Περίληψη
Η εξόρυξη πετρωμάτων που έχουν υποστεί καθίζηση μπορεί να βασίζεται σε τηλεπισκοπικές εικόνες, οι οποίες αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία μιας περιβαλλοντικής έρευνας για την παρακολούθηση μιας μεταλλευτικής περιοχής. Η ακρίβεια των παραδοσιακών μοντέλων εξόρυξης που βασίζονται σε φασματικά χαρακτηριστικά είναι χαμηλή. Για να είναι οι τηλεπισκοπικές εικόνες με υψηλή ακρίβεια, θα πρέπει να προταθούν νέα μοντέλα με γνώσεις στο συγκεκριμένο τομέα. Αυτό το έγγραφο, γνωρίζοντας το μειονέκτημα των παραδοσιακών μοντέλων εξόρυξης, συναρτήσει τη γνώση στον τομέα από την πρακτική και εμπειρία, αξιοποιώντας ψηφιακές πληροφορίες προτείνει ένα νέο μοντέλο για το συγκεκριμένο έργο. Επιλέγοντας την περιοχή εξόρυξης Luan ως περιοχή μελέτης, θα δοκιμάσουμε σε αυτήν το νέο μοντέλο με βάση γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών και τις σχετικές γνώσεις. Το αποτέλεσμα δείχνει ότι η προτεινόμενη μέθοδος είναι πιο ακριβής από τις παραδοσιακές μεθόδους.
Εισαγωγή
Η εξόρυξη ενός μεταλλείου είναι ένα τυπικό παράδειγμα όπου προκαλεί φαινομενικές αλλαγές στην επιφάνεια της γης. Ακόμα και με υπόγεια εξόρυξη προκαλείται αλλαγή σταδιακά και στις χρήσεις γης, όπου μπορεί να αντανακλάται την αλλαγή του φάσματος, υφές και χωρικά χαρακτηριστικά απομακρυσμένων εικόνων τηλεπισκόπησης αναλόγως [1]. Η εξόρυξη πετρωμάτων που έχουν υποστεί καθίζηση μπορεί να βασίζεται σε τηλεπισκοπικές εικόνες, οι οποίες αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία μιας περιβαλλοντικής έρευνας για την παρακολούθηση μιας μεταλλευτικής περιοχής. Οι τηλεπισκοπικές εικόνες παρουσιάζουν λεπτομέρειες σε ορισμένα έγγραφα [2-3]. Η ακρίβεια των παραδοσιακών μεθόδων κυμαίνεται από 80% έως 85%, και η περαιτέρω βελτίωση της ακρίβειας γίνεται αρκετά δύσκολη. Με βάση το μοντέλο δύο είναι πολύ σημαντικά για την τηλεπισκόπηση για την εξόρυξη, τα υπόγεια νερά και η έκταση που καλύπτει το μεταλλείο. Το κλειδί για τη βελτίωση και περισσότερη ακρίβεια είναι η καλύτερη διάκριση του νερού από τη γη, το πεδίο εξόρυξης. Για να επιτευχθεί η ακρίβεια, ορισμένοι κανόνες πρέπει να εφαρμόζονται. Το νέο μοντέλο εφαρμόστηκε στα μεταλλεία Luan και Shanxi. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η ακρίβεια κυμαίνεται πλέον σε 85-90%.
Χαρακτηριστικά περιοχής εξόρυξης
Ας υποθέσουμε ότι η αρχική επιφάνεια της γης είναι απλή. Όταν οι μετατοπίσεις στην επιφάνεια σταμάτησαν, η λεκάνη καθίζησης χωρίστηκε σε τρία μέρη. Α) Το κεντρικό μέρος ως βάση της περιοχής, όπου η γη υποχωρεί ομοιόμορφα σε μεγάλη έκταση, Β) Ένα εσωτερικό μέρος, μια λεκάνη όπου η γη υποχωρεί άνισα προς τον πυρήνα και μοιάζει με κοίλη και Γ) Εξωτερικό περιθώριο, όπου υποχωρεί γη άνισα, στον πυρήνα της λεκάνης και μοιάζει σαν προεξοχή. Οι τρείς κατηγορίες όμως έχουν και κάποια κοινά χαρακτηριστικά.
Περιγραφή περιοχής εξόρυξης
Σύμφωνα με τις θεωρίες περί εξόρυξης του άνθρακα και σε συνδυασμό με κάποιες γνώσεις για την περιγραφή εξόρυξης πετρωμάτων που έχουν υποστεί καθίζηση έχουμε το εξής μοντέλο:
Εικόνα 1: Προσομοιωμένο μοντέλο
Σύμφωνα με τη θεωρία της μεταλλευτικής, η λεκάνη καθίζησης θα έχει σχήμα συμμετρικό ελλειψοειδές ενώ τα κοιτάσματα άνθρακα είναι οριζόντια ή σχεδόν οριζόντια. (Εικόνα 2). Με τη βοήθεια των γεωγραφικών συστημάτων πληροφορικής έχουμε και την εικόνα 3.
Για την προστασία των κτιρίων, των χωριών και των μικρών πόλεων από την καταστροφή λόγω της καθίζησης των πετρωμάτων που προκύπτει από τη μεταλλευτική δραστηριότητα, είναι απαραίτητο να γίνουν οι απαραίτητοι έλεγχοι. Οι τεχνικές προστασίας από τις καθιζήσεις είναι τέσσερις : έλεγχος του εδάφους, τεχνικές εξόρυξης όμοιες με αυτές που εφαρμόζονται για τον άνθρακα, έλεγχος τυχόν παραμορφώσεων και γεροί πυλώνες. Οι πρώτες τρεις είναι για την αποφυγή καθιζήσεων σε μεγάλο βαθμό. Η τελευταία είναι για την προστασία στο μεταλλείο. Με τις τηλεπισκοπικές εικόνες, μπορεί να γίνει η σύγκριση και συνεχής παρακολούθηση του πεδίου για τυχόν καθιζήσεις στην πορεία του χρόνου. Οι εικόνες τηλεπισκόπησης ελήφθησαν για το πεδίο μελέτης με TM / ETM σε τροχιά 125-35, στις 4 Ιουνίου 1993 και 9 Μαΐου 2004 αντίστοιχα. Ο γεωλογικός χάρτης ήταν σε κλίμακα 1:10.000 και ο χάρτης χρήσεων γης σε 1:50.000. Χρησιμοποιώντας όλα τα δεδομένα είχαμε τα εξής αποτελέσματα:
Πίνακας 1: Αποτελέσματα έκτασης καθιζήσεων για τα πέντε ορυχεία
Συμπεράσματα
Οι τηλεπισκοπικές εικόνες σε συνάρτηση με αλγόριθμους και υπολογιστικά μοντέλα συνέβαλαν σε καλύτερα συμπεράσματα για την καθίζηση πετρωμάτων και σε πιο αξιόπιστη αξιολόγηση της σεισμικής επικινδυνότητας.
