【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤礦越界監測，特別是一種露天煤礦越界開采監測方法及系統。
技術介紹
1、礦產資源是人類賴以生存和發展不可缺少的物質基礎，礦產資源作為國民經濟建設的重要資源，長期以來被不斷開發利用，帶動了經濟的發展。隨著經濟社會發展對礦產資源需求量的日益增加，礦產品銷售價格上漲和礦山企業采掘活動不斷深入，過度開采、濫挖濫采、越界開采礦產資源的行為時有發生，在破壞礦產資源的同時給自然資源、人文環境等造成損害，不但擾亂了礦產資源開發秩序，還產生了重大安全隱患和資源糾紛。高效快速評估露天礦山越界開采對開展礦產衛片執法檢查和推進嚴格保護礦產資源策略、推動區域高質量發展具有重要意義。
2、傳統技術主要是利用衛星遙感技術、gps-rtk技術、全站儀放樣等技術對任務區越界開采區域范圍的位置及面積等信息進行比對，首先是衛星遙感技術，雖然一定程度提高了監測效率，但是衛星遙感圖像通常會受到云層等天氣原因等影響，且精度通常達不到要求精度；gps-rtk技術、全站儀放樣等技術精度可以達到要求，但是耗時耗力，通常需要三五個人進行配合，且需要大量時間進行觀測。
技術實現思路
1、鑒于現有的露天煤礦越界開采監測方法存在的問題，提出了本專利技術。因此，本專利技術所要解決的問題在于如何提供一種露天煤礦越界開采監測方法及系統。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種露天煤礦越界開采監測方法，其包括，采集不同波段的影像數據并進行處理生成正
4、作為本專利技術所述露天煤礦越界開采監測方法的一種優選方案，其中：所述處理包括校正、增強和拼接，所述校正包括校正因攝影條件或地形造成的影像畸變，使得圖像具有統一的幾何投影和尺度，根據攝影參數和地形信息，對影像進行幾何校正，對影像進行地形校正，根據影像特征，進行長、短軸的校正，保持影像的幾何形狀；所述增強包括增強影像的對比度、清晰度和色彩，提高圖像的視覺效果和信息提取能力。
5、作為本專利技術所述露天煤礦越界開采監測方法的一種優選方案，其中：所述拼接包括將采集的多個影像數據拼接成連續的大范圍影像，利用特征點檢測算法在不同影像間找到對應的特征點，對圖像進行不同尺度和方向的高斯濾波，計算高斯差分金字塔，尋找圖像中的局部極值點；找到具有極值的像素點，對潛在的特征點進行局部極值檢測，剔除低對比度的點和邊緣點；對每個特征點周圍的局部圖像區域計算特征描述符，描述特征點的局部紋理特征和梯度方向；將特征描述符轉換為特征向量，去除錯誤匹配點；從所有的匹配點中隨機選擇一組樣本，利用選取的樣本點，構建擬合模型h，相關計算公式如下：
6、
7、式中，(xi,yi)為樣本點坐標；求解擬合模型，構建矩陣a和向量b，矩陣a由匹配點構成的方程組，每個匹配點提供兩個方程，對于每一對匹配點(xi,yi)和(x'i,y'i)，構建方程，向量b由(x'i,y'i)組成的，即匹配點的目標位置；對矩陣a進行奇異值分解，相關表達式如下：
8、a＝udiag(a1，a2,...,an)vt
9、其中，u和v是正交矩陣，diag(a1，a2,...,an)是對角矩陣，其對角線上的元素是a的奇異值；求解偽逆a+，計算對角矩陣的偽逆diag(a1，a2,...,an)+，將非零奇異值取倒數后轉置得到的對角矩陣，計算矩陣a的偽逆，相關計算公式如下：
10、a+＝vdiag(a1，a2,...,an)+ut
11、求解單應性矩陣h，將向量b變換到相同的向量空間，相關表達式如下：
12、b'＝ub
13、計算單應性矩陣，相關計算公式如下：
14、h＝a+b'
15、評估模型，對于剩余的點，通過模型計算其對應點的預測位置，并計算實際位置與預測位置之間的誤差，相關計算公式如下：
16、
17、(x'i,y'i)＝h·(xi,yi,1)t
18、式中，di為重投影誤差，(x'i,y'i)為預測位置坐標；若選取的樣本點重投影誤差di小于限制閾值τ時，則將樣本點判定為內點，屬于模型的點；若選取的樣本點重投影誤差di在限制閾值τ以上時，則將樣本點判定為非內點，不屬于模型的點；設定迭代次數n和內點閾值τ，在每次迭代中隨機選擇一個樣本集，在樣本集上擬合模型，并計算內點數，重復迭代直至達到設定的迭代次數，最終選擇具有最多內點的模型作為最終模型；利用最終模型，將所有內點重新提取出來，去除錯誤匹配點，作為最終的匹配結果；將不同影像進行配準和校正，利用圖像疊加或混合技術，將配準后的影像進行拼接，進行圖像融合。
19、作為本專利技術所述露天煤礦越界開采監測方法的一種優選方案，其中：所述構建三維數字高程模型包括以下步驟，獲取測量儀器收集的地形數據，包含地表高程信息和空間位置信息；使用濾波算法去除數據中的噪聲，對于缺失的數據點，使用插值方法填補缺失值，通過異常值檢測算法識別和去除地形數據中的離群點；使用反距離加權插值方法對地形數據進行插值，生成連續的地形表面，形成三維數字高程模型；確定插值點和鄰近點，對于插值點確定其周圍的鄰近點，選擇離插值點較近的若干個數據點作為鄰近點；對于每個插值點，計算與鄰近點之間的距離，并將距離的倒數作為權重，權重計算公式如下：
20、
21、其中，wi是鄰近點i的權重，di是插值點到鄰近點i的距離，p是權重的冪指數；根據權重和鄰近點的值，計算插值點的值，使用鄰近點的值乘以對應的權重，并將所有加權值相加作為插值點的值，計算公式如下：
22、
23、其中，zint是插值點的估計值，zi是鄰近點i的地形高程值，n是鄰近點的數量；根據地形高程數據將地形劃分為不同的地形類型，計算每個柵格點的梯度和方向，推導出地表的坡度和坡向信息，計算地表特征，分析地形的起伏和地貌特征；根據地形高程數據識別礦山區域，檢測出地表的開采和改變特征，基于礦山區域的地形高程數據，結合采礦規模和開采深度，采用體積計算方法估算礦山的開采量。
24、作為本專利技術所述露天煤礦越界開采監測方法的一種優選方案，其中：所述建立礦山三維數字表面模型包括以下步驟，
25、獲取影像數據和地形高程數據，對影像數據和地形數據進行配準，確保在相同的坐標系下；
26、對數據進行噪聲去除和缺失值填補，使用數字表面模型將地形高程數據與影像數據融合，形成具有高程信息的地表模型；
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1.一種露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述處理包括校正、增強和拼接，
3.如權利要求2所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述拼接包括將采集的多個影像數據拼接成連續的大范圍影像，
4.如權利要求3所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述構建三維數字高程模型包括以下步驟，
5.如權利要求4所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述建立礦山三維數字表面模型包括以下步驟，
6.如權利要求5所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述定量評估越界開采的資源量和面積包括，
7.如權利要求6所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述調整監測策略和技術手段包括以下步驟，
8.一種露天煤礦越界開采監測系統，基于權利要求1～7任一所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：包括，
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于：所述處理器執行所述計算機程序時實現權利
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于：所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1～7任一所述露天煤礦越界開采監測方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述處理包括校正、增強和拼接，
3.如權利要求2所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述拼接包括將采集的多個影像數據拼接成連續的大范圍影像，
4.如權利要求3所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述構建三維數字高程模型包括以下步驟，
5.如權利要求4所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述建立礦山三維數字表面模型包括以下步驟，
6.如權利要求5所述的露天煤礦越界開采監測方法，其特征在于：所述定量評估越界...
【專利技術屬性】
技術研發人員：甘宏，李偉，李月強，李志強，畢紅衛，白小龍，包新宇，
申請(專利權)人：華能伊敏煤電有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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