基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑方法及系统技术方案

本申请提出了一种基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑方法及系统，该方法包括：获取露天矿排土场的地貌特征、开采数据和生态影响数据，并采集周边自然区域的自然地理特征，以生成露天矿排土场的重塑参数；基于自然地理特征提取边坡剖面线和边坡特征参数，并对边坡特征参数进行正态检验和相关性分析；对边坡特征参数进行曲线拟合，根据边坡特征参数曲线构建边坡模型，以模拟自然地貌构建所述露天矿排土场的地貌重塑模型；根据重塑参数将露天矿排土场的地貌按照地貌重塑模型进行重塑。该方法构建出与周边原始地貌相似的露天矿排土场的地貌重塑模型，使重塑的地貌与周围地貌一致，提高了重塑的地貌的协调性和稳定性。提高了重塑的地貌的协调性和稳定性。提高了重塑的地貌的协调性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑方法及系统


[0001]本申请涉及矿区生态修复
，尤其涉及一种基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，自然生态环境退化是全球面临的共同挑战，在生态环境问题日益严峻、沙化问题突出的状况下，草原区的生态屏障作用凸显了出来。但由于草原区又通常是以露天开采为主的大型煤电基地，而高强度的煤炭开发会给原本美丽的草原带来地表塌陷、土地破坏、水土流失和土壤沙化等一系列问题。区域煤炭的长期高强度开发会引发草原生态退化，严重影响草原区的能源保障和生态屏障作用的发挥，因此需要在区域煤炭开采结束后，对矿区的地貌进行重建，恢复草原区的生态功能。
[0003]然而，由于某些区域内的草原区具有酷寒、半干旱、土壤贫瘠等生态脆弱特征，在此条件下通过相关技术中的修复技术对大型煤电基地进行生态修复的效果较差，修复后的土地的生态功能恢复较弱。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑方法，该方法该根据采集的自然地理特征构建出与矿区周边原始生态环境地貌相似的模型，作为露天矿排土场进行地貌重塑的模型，从而使重塑后的矿区地貌与周围景观地貌一致，提高了重塑的地貌的协调性和稳定性，有利于最大限度的保蓄水土和实现自维护。
[0006]本申请的第二个目的在于提出一种基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑系统；r/>[0007]本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
[0008]为达上述目的，本申请的第一方面实施例在于提出一种用于基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑方法，该方法包括以下步骤：
[0009]获取露天矿排土场的地貌特征、矿区开采数据和生态影响数据，并采集周边自然区域的自然地理特征，以生成露天矿排土场的重塑参数；
[0010]基于所述自然地理特征提取边坡剖面线和边坡特征参数，并对所述边坡特征参数进行正态检验和相关性分析；
[0011]对所述边坡特征参数进行曲线拟合，根据边坡特征参数曲线构建边坡模型，以模拟自然地貌构建所述露天矿排土场的地貌重塑模型；
[0012]根据所述重塑参数将所述露天矿排土场的地貌按照所述地貌重塑模型进行重塑。
[0013]可选地，在本申请的一个实施例中，采集周边自然区域的自然地理特征，包括：通过卫星遥感获取所述周边自然区域不同时段的地形特征和地貌特征；通过无人机对所述周边自然区域进行航空摄影，采集所述周边自然区域的地形高程数据；对所述周边自然区域
进行现场踏勘，现场采集所述周边自然区域的地形特征、地貌特征、水文特征、气象特征和气候特征。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，获取露天矿排土场的地貌特征、矿区开采数据和生态影响数据,包括:调取矿区的历史开采资料，根据所述历史开采资料获取所述矿区开采数据；对所述露天矿排土场进行现场踏勘，现场采集所述露天矿排土场的地貌特征，核实所述历史开采资料中的关键信息和模糊信息，并对所述露天矿排土场的地质进行分析。
[0015]可选地，在本申请的一个实施例中，基于所述自然地理特征提取边坡剖面线和边坡特征参数,包括:将所述周边自然区域的遥感影像进行拼接，获取所述周边自然区域的正射影像图和数字地表模型DSM数据；去除所述数字地表模型DSM数据中的植被高度，以生成数字高程模型DEM数据，并对所述数字高程模型DEM数据进行填洼处理；对填洼处理后的所述数字高程模型DEM数据进行表面分析，生成所述数字高程模型DEM数据的等高线；根据正射影像图和等高线分布从所述数字高程模型DEM数据中提取边坡剖面线，并根据所述边坡剖面线提取边坡特征参数。
[0016]可选地，在本申请的一个实施例中，根据正射影像图和等高线分布从所述数字高程模型DEM数据中提取边坡剖面线，包括:将所述数字高程模型DEM数据导入三维分析应用，以生成所述数字高程模型DEM数据的剖面图；基于所述正射影像图和等高线分布，从所述剖面图的坡顶到坡底沿所述等高线的垂直方向插入直线；根据所述直线与所述数字高程模型DEM数据的相交信息，生成从坡顶到坡底的边坡剖面线数据，并将所述边坡剖面线数据导出为点数据。
[0017]可选地，在本申请的一个实施例中，根据所述边坡剖面线提取边坡特征参数，包括：
[0018]根据所述边坡剖面线显示的坡顶点至坡底点的水平距离确定坡长，并根据坡顶点至坡底点的竖直距离确定坡高；
[0019]根据边坡形状判断边坡类型，若所述边坡类型为凸型边坡或凹型边坡，则生成与所述边坡形状贴合的圆弧，并计算所述圆弧的曲率以获得边坡的凸面曲率或凹面曲率；若所述边坡类型为反S型边坡、S型边坡或双凸型边坡，则计算所述边坡剖面线的拐点，在边坡类型为反S型边坡的情况下，根据拐点将所述反S型边坡划分为上凸面和下凹面；在边坡类型为S型边坡的情况下，根据拐点将所述S型边坡划分为上凹面和下凸面，在边坡类型为双凸型边坡的情况下，根据拐点将所述双凸型边坡为上凸面和下凸面。
[0020]为达上述目的，本申请的第二方面实施例还提出了一种基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑系统，包括以下模块:
[0021]获取模块，用于获取露天矿排土场的地貌特征、矿区开采数据和生态影响数据，并采集周边自然区域的自然地理特征，以生成露天矿排土场的重塑参数；
[0022]提取模块，用于基于所述自然地理特征提取边坡剖面线和边坡特征参数，并对所述边坡特征参数进行正态检验和相关性分析；
[0023]构建模块，用于对所述边坡特征参数进行曲线拟合，根据边坡特征参数曲线构建边坡模型，以模拟自然地貌构建所述露天矿排土场的地貌重塑模型；
[0024]重塑模块，用于根据所述重塑参数将所述露天矿排土场的地貌按照所述地貌重塑模型进行重塑。
[0025]可选地，在本申请的一个实施例中，获取模块，具体用于：通过卫星遥感获取所述周边自然区域不同时段的地形特征和地貌特征；通过无人机对所述周边自然区域进行航空摄影，采集所述周边自然区域的地形高程数据；对所述周边自然区域进行现场踏勘，现场采集所述周边自然区域的地形特征、地貌特征、水文特征、气象特征和气候特征。
[0026]可选地，在本申请的一个实施例中，获取模块，还用于：调取矿区的历史开采资料，根据所述历史开采资料获取所述矿区的开采数据；对所述露天矿排土场进行现场踏勘，现场采集所述露天矿排土场的地貌特征，核实所述历史开采资料中的关键信息和模糊信息，并对所述露天矿排土场的地质进行分析。
[0027]本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请先获取露天矿排土场的地貌特征、开采数据和生态影响数据，并采集周边自然区域的自然地理特征，以生成露天矿排土场的重塑参数,再基于自然地理特征提取边坡剖面线和边坡特征参数，并对边坡特征参数进行正态检验和相关性分析,然后对边坡特征参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自然地理特征的露天矿排土场的地貌重塑方法，其特征在于，包括以下步骤：获取露天矿排土场的地貌特征、矿区开采数据和生态影响数据，并采集周边自然区域的自然地理特征，以生成露天矿排土场的重塑参数；基于所述自然地理特征提取边坡剖面线和边坡特征参数，并对所述边坡特征参数进行正态检验和相关性分析；对所述边坡特征参数进行曲线拟合，根据边坡特征参数曲线构建边坡模型，以模拟自然地貌构建所述露天矿排土场的地貌重塑模型；根据所述重塑参数将所述露天矿排土场的地貌按照所述地貌重塑模型进行重塑。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集周边自然区域的自然地理特征，包括：通过卫星遥感获取所述周边自然区域不同时段的地形特征和地貌特征；通过无人机对所述周边自然区域进行航空摄影，采集所述周边自然区域的地形高程数据；对所述周边自然区域进行现场踏勘，现场采集所述周边自然区域的地形特征、地貌特征、水文特征、气象特征和气候特征。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取露天矿排土场的地貌特征、矿区开采数据和生态影响数据,包括:调取矿区的历史开采资料，根据所述历史开采资料获取所述矿区开采数据；对所述露天矿排土场进行现场踏勘，现场采集所述露天矿排土场的地貌特征，核实所述历史开采资料中的关键信息和模糊信息，并对所述露天矿排土场的地质进行分析。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述自然地理特征提取边坡剖面线和边坡特征参数,包括:将所述周边自然区域的遥感影像进行拼接，获取所述周边自然区域的正射影像图和数字地表模型DSM数据；去除所述数字地表模型DSM数据中的植被高度，以生成数字高程模型DEM数据，并对所述数字高程模型DEM数据进行填洼处理；对填洼处理后的所述数字高程模型DEM数据进行表面分析，生成所述数字高程模型DEM数据的等高线；根据正射影像图和等高线分布从所述数字高程模型DEM数据中提取边坡剖面线，并根据所述边坡剖面线提取边坡特征参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据正射影像图和等高线分布从所述数字高程模型DEM数据中提取边坡剖面线，包括:将所述数字高程模型DEM数据导入三维分析应用，以生成所述数字高程模型DEM数据的剖面图；基于所述正射影像图和等高线分布，从所述剖面图的坡顶到坡底沿所述等高线的垂直方向插入直线；根据所述直线与所述数字高程模型DEM数据的相交信息，生成从坡顶到坡底的边坡剖面线数据，并将...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫建成，李学良，高均海，郭孝理，董庆欢，张丽霞，卫颖哲，
申请(专利权)人：中煤科工生态环境科技有限公司唐山分公司中煤科工集团北京土地整治与生态修复科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：