本發明涉及地質監測，尤其涉及基于衛星遙感的礦山巖土體開裂和局部垮塌治理監測系統。

背景技術：

1、礦山開采過程中，巖土體的穩定性直接關系到生產安全和環境保護。傳統的礦山監測技術主要依賴于現場實地檢查和目視巡查，這些方法存在諸多局限性。首先，實地檢查難以覆蓋礦山的全范圍，尤其是在高空作業區域、復雜地形及危險地區，存在“看不到、走不到”的盲區，導致安全隱患難以及時發現和處理。其次，依靠人工進行監測，容易受到人員素質、主觀判斷等因素的影響，監管效果不穩定，存在較大的誤差和疏漏。此外，現場檢查的頻率和效率有限，難以滿足快速變化的礦山環境監測需求，增加了事故發生的風險。

2、現有技術中，傳統的遙感監測方法雖然能夠提供較大范圍的地表變化信息，但在分辨率、精度和實時性方面仍存在不足，難以準確識別和分析礦山中細微的巖土體開裂和局部垮塌等安全隱患。尤其是在復雜地質條件下，傳統遙感數據的處理和分析需要較高的專業技能和復雜的算法支持，限制了其在基層監管部門的普及和應用。此外，現有遙感技術難以實現對礦山全貌和細節的全面、客觀、真實還原，無法充分滿足安全監管業務的需求。

3、因此，急需基于衛星遙感的礦山巖土體開裂和局部垮塌治理監測系統。

技術實現思路

1、本發明提供了基于衛星遙感的礦山巖土體開裂和局部垮塌治理監測系統，以解決現有技術中存在的上述問題。

2、為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、基于衛星遙感的礦山巖土體開裂和局部垮塌治理監測系統，包括：

4、衛星遙感單元，用于對礦山區域進行全范圍的立體監測，獲取礦山區域的實景三維數據；

5、數據分析單元，用于對實景三維數據進行分析，獲取分析結果，分析結果包括礦山的違規生產建設行為、局部潛在風險點和安全隱患類型；

6、監測預警單元，用于基于分析結果，生成針對當前安全隱患類型的預警信息，安全隱患類型包括巖土體開裂和局部垮塌；

7、治理管理單元，用于根據當前的預警信息，結合礦山設計數據和開發規范，制定對應的礦山治理方案。

8、其中，衛星遙感單元包括：

9、軌道規劃模塊，用于根據礦山區域的地理特征和監測需求，規劃衛星的最佳觀測軌道，以確保對礦山區域的全面覆蓋；

10、數據采集觸發模塊，用于基于軌道規劃結果，在衛星經過礦山區域時同步觸發數據采集過程，并實時記錄采集的時間和位置信息；

11、數據獲取模塊，用于在觸發數據采集過程后，獲取激光雷達數據和多光譜數據；

12、立體影像合成模塊，用于基于三維建模技術，將激光雷達數據與多光譜數據進行數據融合，生成礦山區域的實景三維影像數據。

13、其中，數據分析單元包括：

14、數據接收模塊，用于接收實景三維數據，從所述實景三維數據中提取初始分析對象；

15、初始分析確定模塊，用于確定關于初始分析對象的分析結果，分析結果包括礦山的違規生產建設行為、局部潛在風險點及對應的安全隱患類型；

16、第二分析確定模塊，用于基于分析結果，識別并分類多個新的潛在分析對象，確定關于每個新的潛在分析對象的分析結果，直至新的分析結果中識別出的局部潛在風險點的連續數量達到預設數量閾值，或當前分析對象為最后一個分析對象；

17、分析結果報告生成模塊，用于基于每個分析結果及對應的安全隱患類型生成綜合分析結果報告，并輸出報告內容，報告包括礦山的違規生產建設行為列表、局部潛在風險點詳情及安全隱患類型的分類說明。

18、其中，監測預警單元包括：

19、第一預警模塊，用于基于分析結果，進行安全隱患判斷，獲取安全隱患判斷結果；

20、預警信息生成模塊，根據安全隱患判斷結果，生成針對當前安全隱患類型的預警信息，其中，安全隱患類型包括巖土體開裂和局部垮塌。

21、其中，治理管理單元包括：

22、預警評估模塊，用于基于當前的預警信息，評估安全隱患類型嚴重程度；

23、治理方案制定模塊，用于當預警信息中存在巖土體開裂隱患時，結合礦山設計數據，確定需要采取的加固或支護措施；

24、當預警信息中存在局部垮塌隱患時，依據開發規范，制定相應的防護或修復方案；

25、治理方案優化模塊，用于綜合考慮礦山設計數據和開發規范的要求，對初步制定的治理方案進行優化，其中，若預警信息中的多種安全隱患同時存在，治理方案優化模塊將綜合制定綜合治理措施，以提高整體治理效果；

26、治理方案生成模塊，根據優化后的治理措施，生成對應的礦山治理方案，治理方案包括具體的實施步驟、所需材料、時間安排及預期效果。

27、其中，安全隱患判斷，包括：

28、若礦山的違規生產建設行為超過違規生產閾值且小于預設違規生產限值，獲取局部潛在風險點；

29、若局部潛在風險點超過潛在風險點閾值且小于預設風險點限值，則生成安全隱患判斷結果。

30、其中，生成針對當前安全隱患類型的預警信息，包括：

31、獲取每個隱患類型關聯的嚴重程度級別，作為待分析數據組；

32、根據隱患類型，對每個待分析數據組進行排序后，將每個隱患類型和嚴重程度級別對應的數據存入對應的待分析數據組后，得到待分析隱患數據；

33、獲取安全隱患預警規范數據，從安全隱患預警規范數據中獲取預警規則數據；

34、對預警規則數據進行噪聲消除處理后，構建規則特征向量，并從安全隱患預警規范數據中獲取規范關聯數據；

35、根據規范關聯數據對規則特征向量進行聚類后，得到待訓練數據組，將待訓練數據組對初始模型進行問答訓練后，得到預警分析模型；

36、將待分析隱患數據逐個輸入至預設的預警分析模型中，生成當前安全隱患的預警信息；

37、根據安全隱患類型和嚴重程度級別生成分級預警信息；

38、將分級預警信息輸入至預警分析模型中，整合生成最終的監測預警信息數據。

39、其中，生成當前安全隱患的預警信息，包括：

40、將第一個待分析隱患數據輸入至預警分析模型中，將第一個待分析隱患數據在預警分析模型中進行相似度匹配，根據匹配結果輸出第一預警結果；

41、從第二個待分析隱患數據開始，將前一個預警結果一起輸入至預警分析模型，得到對應的關聯預警結果，將第一預警結果和所有關聯預警結果進行整合，生成針對當前安全隱患類型的預警信息。

42、其中，根據安全隱患類型和嚴重程度級別生成分級預警信息，包括：

43、當隱患類型為巖土體開裂，且嚴重程度級別較低時，觸發初級預警信息；

44、當隱患類型為巖土體開裂，且嚴重程度級別較高時，觸發中級預警信息；

45、當隱患類型為局部垮塌，且嚴重程度級別較低時，觸發中級預警信息；

46、當隱患類型為局部垮塌，且嚴重程度級別較高時，觸發高級預警信息。

47、其中，對初步制定的治理方案進行優化，包括：

48、在每一預警信息的時刻，識別出當前存在的安全隱患類型，并分析隱患之間的相互關系；

49、基于隱患之間的相互影響，優化初步治理方案，調整治理措施的細節；

50、對于同時存在多種安全隱患的情況，綜合制定綜合治理措施，以提高整體治理效果，其中：

51、在存在巖土體開裂和局部垮塌的風險時，優化治理方案包括根據開裂風險優先采取錨桿支護措施，并根據垮塌風險實施混凝土加固方案，確保治理效果；

52、針對不同隱患之間的關系，結合隱患嚴重程度、風險評估結果及治理技術要求，制定聯合治理方案，避免重復治理并提高資源利用效率；

53、根據每一隱患的實際監測數據和治理效果實時調整治理方案，確保各項措施的協調性和有效性；

54、在綜合治理措施中，針對不同隱患的時空特性，調整相應的支護結構、加固技術及防護材料，確保治理方案的可行性與經濟性；

55、優化后的治理方案基于以下步驟：

56、獲取當前各隱患的監測數據，并結合隱患之間的相互作用，使用預設的動力學模型計算當前隱患的綜合治理效果；

57、在計算得到的綜合治理效果基礎上，調整錨桿支護、加固方案的治理措施的具體參數，形成最終的優化治理方案；

58、若優化方案的實際效果與預期效果存在偏差，則根據動態監測數據和實時反饋對方案進行再優化，形成閉環反饋機制，以提高治理效果。

59、與現有技術相比，本發明具有以下優點：

60、基于衛星遙感的礦山巖土體開裂和局部垮塌治理監測系統，包括：衛星遙感單元，用于對礦山區域進行全范圍的立體監測，獲取礦山區域的實景三維數據；數據分析單元，用于對實景三維數據進行分析，獲取分析結果，分析結果包括礦山的違規生產建設行為、局部潛在風險點和安全隱患類型；監測預警單元，用于基于分析結果，生成針對當前安全隱患類型的預警信息，安全隱患類型包括巖土體開裂和局部垮塌；治理管理單元，用于根據當前的預警信息，結合礦山設計數據和開發規范，制定對應的礦山治理方案。提供科學、針對性強的預警信息，為礦山管理者爭取寶貴的隱患處置時間，從而降低事故發生率。

61、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。

62、下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。