Мониторинг явлений оседания земной поверхности в районах добычи полезных ископаемых

Ньязика Одри Ньярай
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Мониторинг оседаний земной важен при осуществлении контроля добычи полезных ископаемых и её воздействия на окружающую среду. Целью диссертационного исследования является мониторинг явлений оседания земной поверхности, вызванных добычей полезных ископаемых в Кузнецком угольном бассейне (Кузбассе) Кемеровской области, с помощью радиолокационной спутниковой интерферометрии. Исследование затрагивает проблему деформации грунта или оседаний земной поверхности, вызванных добычей полезных ископаемых, в данном случае: добычей угля. Мониторинг, в данном случае, помогает обеспечить устойчивое использование окружающей среды. Применение спутниковых данных позволяет усовершенствовать методику, используемую для мониторинга оседаний земной поверхности в связи с добычей полезных ископаемых.
Текст «Мониторинг явлений оседания земной поверхности в районах добычи полезных ископаемых» содержит 88 страниц, 17 рисунков, 4 таблиц, 2 диаграмм, 3 приложения и 63 литературных источника. В настоящей работе данные Sentinel-1 (19 изображений) используются для мониторинга оседания земной поверхности, вызванного добычей полезных ископаемых в Кузнецком угольном бассейне, с использованием расширенной методики радиолокационной спутниковой интерферометрии (InSAR). В тексте освещены цель и план мониторинга, а также определение местонахождения шахты, загрузка данных с использованием портала Copernicus Open Access Hub (ESA), обработка данных Sentinel-1 с использованием программного обеспечения Sentinels Application Platform (SNAP), результаты и выводы.

INTRODUCTION………………………………………………………………………………………………………………… 2 CHAPTER 1: ANALYSIS OF THE STUDY OF LAND SUBSIDENCE PROCESSES …………… 6
Monitoring land subsidence ………………………………………………………………………………………………. 6
Current methods for monitoring the Earth’s surface …………………………………………………………. 6 CHAPTER 2. WORLD EXPERIENCE IN MONITORING LAND SUBSIDENCE TYPES AND
CAUSES OF SUBSIDENCE OF THE EARTH’S SURFACE IN THE MINING AREAS ……… 11 Land subsidence due to coal seam gas extraction ……………………………………………………………… 11 Land subsidence due to Longwall mining…………………………………………………………………………. 12 Underground mechanisms causing subsidence …………………………………………………………………. 15 Subsidence profile …………………………………………………………………………………………………………… 15 Predicting subsidence due to coal mining …………………………………………………………………………. 24 Assessing potential impacts of subsidence due to coal mining ……………………………………………. 26 Russian federal laws and regulations on deformation monitoring………………………………………27 Significant impact of physical and geographical factors on the territory…………………………….29
CHAPTER 3. THE KUZBASS -KUZNETSK COAL BASIN, SATELLITE OBSERVATIONS
………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 30 The Study Area ………………………………………………………………………………………………………………. 30 General information on CA Sentinel 1 and InSAR technique ……………………………………………. 33 The Phase in Interferometry…………………………………………………………………………………………….34 SAR processing concepts for interferometry…………………………………………………………………….. 37 Sentinel-1 Modes …………………………………………………………………………………………………………….. 41
CHAPTER 4: METHOD FOR MONITORING LAND SUBSIDENCE OF THE EARTH SURFACE DUE TO MINING ACTIVITIES ………………………………………………………………………. 44
Verification of the mine location………………………………………………………………………………………. 48 Characteristics of data used …………………………………………………………………………………………….. 52 (SNAP) data processing…………………………………………………………………………………………………..53 Analysis of the results of processing radar data………………………………………………………………… 57 InSAR limitations……………………………………………………………………………………………………………. 59
CONCLUSION ………………………………………………………………………………………………………………….. 60 LIST OF REFERENCES ……………………………………………………………………………………………………. 61 APPENDIX 1………………………………………………………………………………………………………………………66 APPENDIX 2:…………………………………………………………………………………………………………………….. 67 APPENDIX 3………………………………………………………………………………………………………………………68

Land subsidence monitoring is relevant in order to control the interaction of mining facilities and the environment. In recent years, remote sensing data have become important in spatial data analysis. Geographic Information Systems (GIS) and remote sensing data have the following uses: creating, data acquisition, integration, processing, visualisation, analysis and modelling information about the Earth’s surface and its phenomena. The uses of GIS and remote sensing combine information at a specific space and time. This helps to analyse any scientific problems understanding the surroundings and coming up with theories that help in planning and decision-making. These tools are practically applied to create maps, predict feature environmental hazards, verifying the location of research areas, monitor environmental activities and infrastructure.
Land Subsidence is one of the common environmental problems that have led many scientists to research and study more about it. Land subsidence is the gradual settling or sudden sinking of the earth’s surface owing to subsurface movement of the earth materials; it is a global problem (Galloway, 1999). Exploitation of natural resources on the earth will cause harm to the environment and result in changes such as land subsidence, soil erosion and land degradation. Scientists used to believe that subsidence of the earth’s surface is a natural phenomenon that resulted from natural geographical changes, but now it has been proved that human activities also cause land subsidence on the environment. The most significant effects on the earth’s surface include mining activities, deforestation and increased demand of resources.
This work helps to develop theoretical and methodological knowledge for monitoring land subsidence through the application of an advanced synthetic aperture radar (InSAR) interferometry technique, identifying the patterns and changes of land surface characteristics due to land subsidence. After analysing the data, the results will show if the study area has land subsidence and characteristics of the study area Kuznetsk coal basin (Kuzbass) Kemerovo region, over a specific period. What forces the environment to experience change is a result of practical problems experienced when mining for example inappropriate mining methods, infrastructure difficulties and lack of proper implementation of safe mining regulations.
Determining large areas with land deformation is one of the best uses of InSAR data. The use of traditional methods to monitor land subsidence of the land surface especially on large areas
2
such as Kuznetsk coal basin (Kuzbass) Kemerovo region is very expensive. Therefore, InSAR technique is efficient and less expensive since it does not require much more time to collect data as compared to using the GPS tool, surveys, tape extensometers etc. The InSAR techniques can also detect deformations of landslides, earthquakes, volcanoes, glacier dynamics and land subsidence.
There are different factors that make the InSAR technique a useful tool for deformation monitoring (M. Crosetto, 2004).
 The technique is responsive to small land subsidence, up to a few millimetres in the best measurement conditions.
 DInSAR provides data for large areas such as 100 by 100 km using ESA satellites, with a relatively high spatial sampling density (without compression, the pixels of the ERS images have a 20 by 4 m pixel footprint).
 SAR images acquired from ESA satellites have an advantage as compared to traditional methods, of providing data images of long-term data series for example providing images that covers many decades from 1991.Thus scientist are able to study land subsidence that has occurred 15 or 10 years ago.
 Analysing data obtained from InSAR technique includes visualisation, the maps produced using the technique have high quality and displacement of the study area can be observed or measured.
However, this research is achieved through implementing advanced InSAR processing and analysis procedures. Besides its advantages, this technique involves images processing which might take more time depending on how good the processor of your computer is. The software is designed to work with plugin updates, which needs downloading new versions of modules and updating. InSAR technique involves conducting calculations and modelling using the appropriate formula to estimate displacements with high quality standards.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету