一种露天矿区开发动态变化定量评价方法及系统技术方案

本发明专利技术公开露天矿区开发动态变化定量评价方法及系统，涉及矿区监测技术领域。获取露天矿区的原始遥感影像数据；将原始遥感影像数据进行预处理得到新融合影像数据和旧遥感影像数据；采用多尺度分割和面向对象的分类方法进行要素类别提取，得到新要素类别提取结果和旧要素类别提取结果；进行面积变化计算得到面积变化情况；采用叠加分析和布尔运算对新要素类别提取结果和旧要素类别提取结果进行计算得到位置变化情况；根据面积变化情况和位置变化情况进行露天矿区开发动态变化定量评价得到综合评价结果。本发明专利技术实现了对露天矿区进行多维度的定量化综合分析，降低了露天矿区信息获取的难度、提高了露天矿区信息获取的准确度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种露天矿区开发动态变化定量评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及矿区监测
，特别是涉及一种露天矿区开发动态变化定量评价方法及系统。

技术介绍

[0002]露天开采是一种常见的采矿方式，是用一定的开采工艺，按一定的开采顺序，剥离岩石、采出矿石的过程。常见的露天开采矿种包括煤矿、铁矿、镍矿、稀土矿等。露天开采矿区对区域经济、生态环境等有重要影响。一方面，对于矿区所在地来说，矿业多为当地的支柱产业之一，对当地经济发展有重要贡献；另一方面，露天采矿也会不可避免地对当地的生态环境造成消极影响，如植被破坏、水土流失、环境污染等，严重影响当地的可持续发展。因而有必要及时掌握露天开采矿区的开采与修复治理等情况，对外可了解当地矿产情况、有的放矢地进行矿产贸易决策；对内可及时发现生态与安全风险问题，有助于生态保护和应急管理决策。
[0003]然而，现有矿产资源相关信息更新滞后，尤其是矿区信息获取困难、准确度差，使传统的实地调查或数据统计方法受到很大限制。遥感技术可不受地域限制，能够及时、长期、准确地获取矿区情况，将遥感技术应用于露天开采矿区的监测，可直观揭示矿产开采现状和生态环境的情况，是一种快速、有效的手段。目前已有较多露天开采矿区遥感图像提取和分类的研究，也有一些对矿区变化进行分析研究，但大多是只从矿区面积数量变化的角度进行分析，而缺少多维度的定量化综合分析。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种露天矿区开发动态变化定量评价方法及系统，以实现对露天矿区进行多维度的定量化综合分析，降低了露天矿区信息获取的难度、提高了露天矿区信息获取的准确度。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下方案：
[0006]一种露天矿区开发动态变化定量评价方法，包括：
[0007]获取露天矿区的原始遥感影像数据；所述原始遥感影像数据包括新遥感影像数据和旧遥感影像数据；
[0008]将所述新遥感影像数据进行预处理，得到新融合影像数据；将所述旧遥感影像数据进行预处理，得到旧融合影像数据；所述预处理包括：大气校正，几何校正和影像融合；
[0009]采用多尺度分割和面向对象的分类方法对所述新融合影像数据进行要素类别提取，得到新要素类别提取结果；采用多尺度分割和面向对象的分类方法对所述旧融合影像数据进行要素类别提取，得到旧要素类别提取结果；
[0010]将所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结果进行面积变化计算，得到面积变化情况；
[0011]采用叠加分析和布尔运算对所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结
果进行计算，得到位置变化情况；
[0012]根据所述面积变化情况和所述位置变化情况进行露天矿区开发动态变化定量评价，得到综合评价结果。
[0013]可选地，将所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结果进行面积变化计算，得到面积变化情况具体包括：
[0014]将所述新要素类别提取结果进行像元数量统计，得到新像元数量；将所述旧要素类别提取结果进行像元数量统计，得到旧像元数量；
[0015]将所述新像元数量与新融合影像数据分辨率的平方进行乘法计算，得到所述新融合影像数据中任一要素类别的面积；将所述旧像元数量与旧融合影像数据分辨率的平方进行乘法计算，得到所述旧融合影像数据中任一要素类别的面积；
[0016]将所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积进行差值计算，得到任一要素类别的面积变化数量。
[0017]可选地，在将所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积进行差值计算，得到任一要素类别的面积变化数量之后，还包括：
[0018]根据所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积建立任一要素类别的面积转移矩阵；
[0019]根据所述面积转移矩阵进行计算，得到任一要素类别年均增加强度G
tj
和任一要素类别年均减少强度L
ti
；具体公式为：
[0020][0021]其中，J为要素类别数量；C
tij
为在时间t内由第i类转化为第j类的面积变化数量；Y
t+1
为时间段t的起始时间，Y
t
为时间段t的结束时间；
[0022]将所述年均增加强度G
tj
与所对应的年均减少强度L
ti
进行差值计算，得到任一要素类别的净增加强度；
[0023]若所述净增加强度大于0，则判定该要素类别对应的面积呈增加趋势；
[0024]若所述净增加强度等于0，则判定该要素类别对应的面积呈不变趋势；
[0025]若所述净增加强度小于0，则判定该要素类别对应的面积呈减少趋势。
[0026]可选地，根据所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积建立任一要素类别的面积转移矩阵之后，还包括：
[0027]根据所述面积转移矩阵计算年均观察变化强度S(t)；具体公式为：
[0028][0029]将所述年均增加强度G
tj
，所述年均减少强度L
ti
与所述年均观察变化强度S(t)进行差值计算，得到差值；
[0030]若所述差值大于0，则判定该要素类别对应的面积增加或减少的趋势剧烈；
[0031]若所述差值等于0，则判定该要素类别对应的面积增加或减少的趋势不变；
[0032]若所述差值小于0，则判定该要素类别对应的面积增加或减少的趋势稳定。
[0033]可选地，所述采用叠加分析和布尔运算对所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结果进行计算，得到位置变化情况具体包括：
[0034]采用叠加分析和布尔运算对所述新要素类别提取结果进行计算，得到新要素类别对应的位置；
[0035]采用叠加分析和布尔运算对所述旧要素类别提取结果进行计算，得到旧要素类别对应的位置；
[0036]将所述新要素类别对应的位置与所述旧要素类别对应的位置进行对比，得到所述位置变化情况。
[0037]为实现上述目的，本专利技术实施例还提供了如下方案：
[0038]一种露天矿区开发动态变化定量评价系统，包括：
[0039]数据采集模块，用于获取露天矿区的原始遥感影像数据；所述原始遥感影像数据包括新遥感影像数据和旧遥感影像数据；
[0040]预处理模块，用于：
[0041]将所述新遥感影像数据进行预处理，得到新融合影像数据；
[0042]将所述旧遥感影像数据进行预处理，得到旧融合影像数据；
[0043]所述预处理包括：大气校正，几何校正和影像融合；
[0044]特征提取模块，用于：
[0045]采用多尺度分割和面向对象的分类方法对所述新融合影像数据进行要素类别提取，得到新要素类别提取结果；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天矿区开发动态变化定量评价方法，其特征在于，包括：获取露天矿区的原始遥感影像数据；所述原始遥感影像数据包括新遥感影像数据和旧遥感影像数据；将所述新遥感影像数据进行预处理，得到新融合影像数据；将所述旧遥感影像数据进行预处理，得到旧融合影像数据；所述预处理包括：大气校正，几何校正和影像融合；采用多尺度分割和面向对象的分类方法对所述新融合影像数据进行要素类别提取，得到新要素类别提取结果；采用多尺度分割和面向对象的分类方法对所述旧融合影像数据进行要素类别提取，得到旧要素类别提取结果；将所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结果进行面积变化计算，得到面积变化情况；采用叠加分析和布尔运算对所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结果进行计算，得到位置变化情况；根据所述面积变化情况和所述位置变化情况进行露天矿区开发动态变化定量评价，得到综合评价结果。2.根据权利要求1所述的露天矿区开发动态变化定量评价方法，其特征在于，将所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结果进行面积变化计算，得到面积变化情况具体包括：将所述新要素类别提取结果进行像元数量统计，得到新像元数量；将所述旧要素类别提取结果进行像元数量统计，得到旧像元数量；将所述新像元数量与新融合影像数据分辨率的平方进行乘法计算，得到所述新融合影像数据中任一要素类别的面积；将所述旧像元数量与旧融合影像数据分辨率的平方进行乘法计算，得到所述旧融合影像数据中任一要素类别的面积；将所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积进行差值计算，得到任一要素类别的面积变化数量。3.根据权利要求2所述的露天矿区开发动态变化定量评价方法，其特征在于，在将所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积进行差值计算，得到任一要素类别的面积变化数量之后，还包括：根据所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积建立任一要素类别的面积转移矩阵；根据所述面积转移矩阵进行计算，得到任一要素类别年均增加强度G
tj
和任一要素类别年均减少强度L
ti
；具体公式为：其中，J为要素类别数量；C
tij
为在时间t内由第i类转化为第j类的面积变化数量；Y
t+1
为时间段t的起始时间，Y
t
为时间段t的结束时间；将所述年均增加强度G
tj
与所对应的年均减少强度L
ti
进行差值计算，得到任一要素类别
的净增加强度；若所述净增加强度大于0，则判定该要素类别对应的面积呈增加趋势；若所述净增加强度等于0，则判定该要素类别对应的面积呈不变趋势；若所述净增加强度小于0，则判定该要素类别对应的面积呈减少趋势。4.根据权利要求3所述的露天矿区开发动态变化定量评价方法，其特征在于，根据所述新融合影像数据中任一要素类别的面积与相对应的旧融合影像数据中任一要素类别的面积建立任一要素类别的面积转移矩阵之后，还包括：根据所述面积转移矩阵计算年均观察变化强度S(t)；具体公式为：将所述年均增加强度G
tj
，所述年均减少强度L
ti
与所述年均观察变化强度S(t)进行差值计算，得到差值；若所述差值大于0，则判定该要素类别对应的面积增加或减少的趋势剧烈；若所述差值等于0，则判定该要素类别对应的面积增加或减少的趋势不变；若所述差值小于0，则判定该要素类别对应的面积增加或减少的趋势稳定。5.根据权利要求1所述的露天矿区开发动态变化定量评价方法，其特征在于，所述采用叠加分析和布尔运算对所述新要素类别提取结果和所述旧要素类别提取结果进行计算，得到位置变化情况具体包括：采用叠加分析和布尔运算对所述新要素类别提取结果进行计算，得到新要素类别对应的位置；采用叠加分析和布尔运算对所述旧要素类别提取结果进行计算，得到旧要素类别对应的位置；将所述新要素类别对应的位置与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仙，李伟，张加洪，陈理，李瑜，陈昊旻，
申请(专利权)人：中国自然资源航空物探遥感中心，
类型：发明
国别省市：