對(duì)露天礦邊坡進(jìn)行長(zhǎng)期科學(xué)有效的形變監(jiān)測(cè)，探究其穩(wěn)定性狀況及變形趨勢(shì)，是推動(dòng)礦山綠色安全建設(shè)的基本保障?；诤铣煽讖嚼走_(dá)干涉測(cè)量（InSAR）發(fā)展而來(lái)的短基線子集（SBAS-InSAR）技術(shù)，能夠克服空間失相干、大氣效應(yīng)等影響，敏銳捕獲時(shí)空維動(dòng)態(tài)演變，實(shí)現(xiàn)大面積、高精度（毫米級(jí)）、低成本的地表形變連續(xù)監(jiān)測(cè)。為科學(xué)分析礦區(qū)邊坡穩(wěn)定性，除地表變形監(jiān)測(cè)外，還需借助數(shù)值模擬方法展現(xiàn)礦坑邊坡巖土體損傷裂化過(guò)程，揭示其內(nèi)部失穩(wěn)變形機(jī)制。同時(shí)，滑坡是非線性動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程，將粒子群算法（PSO）引入LSTM模型中進(jìn)行邊坡位移預(yù)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)核參數(shù)的科學(xué)優(yōu)化，解決數(shù)據(jù)精度無(wú)法把控的問(wèn)題。

鑒于此，沈陽(yáng)建筑大學(xué)李如仁團(tuán)隊(duì)通過(guò)選取Sentinel-1A雷達(dá)影像，利用SBAS-InSAR技術(shù)獲取某露天礦的地表形變時(shí)序信息，分析沉降時(shí)空演化規(guī)律，并運(yùn)用COMSOL模擬對(duì)典型沉降區(qū)的坡體滑移規(guī)律及形變機(jī)理進(jìn)行討論，并進(jìn)一步提出了一種基于PSO優(yōu)化LSTM網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)模型，對(duì)典型沉降區(qū)進(jìn)行形變長(zhǎng)時(shí)序預(yù)測(cè)及預(yù)測(cè)精度評(píng)析。相關(guān)研究成果已入選2024年度“領(lǐng)跑者5000”（中國(guó)精品科技期刊頂尖學(xué)術(shù)論文）

基于SBAS-InSAR 的礦區(qū)沉降監(jiān)測(cè)

BAS-InSAR作為一種時(shí)序InSAR測(cè)量技術(shù)，減少了時(shí)空失相干和大氣延遲的影響，能夠有效提高單視復(fù)數(shù)影像的利用率。其基本思想是根據(jù)不同空間基線閾值將影像劃分為多個(gè)短基線子集，然后對(duì)每個(gè)子集空間內(nèi)的干涉像對(duì)進(jìn)行差分干涉，最后通過(guò)最小二乘法求出各子集空間含形變相位估計(jì)值的最小二乘解，得到地表累積形變時(shí)間序列。

試驗(yàn)采集了時(shí)間跨度為2018年5月—2020年6月的62景Sentinel-1A(哨兵一號(hào))衛(wèi)星升軌數(shù)據(jù)。所用DEM數(shù)據(jù)為NASA提供的STRM-DEM數(shù)據(jù)，絕對(duì)高程精度約30 m，STRM-DEM通過(guò)外部模擬地形相位去除平地和地形相位。精密軌道星歷由ESA提供，通過(guò)導(dǎo)入精密軌道數(shù)據(jù)能夠去除軌道誤差。

經(jīng)對(duì)數(shù)據(jù)處理分析，認(rèn)為在強(qiáng)降雨條件下，在雨水沖刷、浮托力、非飽和土吸水膨脹等因素共同作用下，邊坡穩(wěn)定性顯著降低，形變周期項(xiàng)隨降雨量的變化而劇烈波動(dòng)。為評(píng)價(jià)降雨對(duì)露天礦邊坡穩(wěn)定性的影響，實(shí)現(xiàn)邊坡穩(wěn)定性的全面科學(xué)分析，有必要對(duì)強(qiáng)降雨作用下的巖土體力學(xué)響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬。

SBAS-InSAR時(shí)空基線分布

基于COMSOL的邊坡穩(wěn)定性分析

作者簡(jiǎn)介

李如仁

沈陽(yáng)建筑大學(xué)交通學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，多年來(lái)一直從事測(cè)繪、地理信息、遙感及其相關(guān)的教學(xué)和科研工作，兼任美國(guó)東密西根大學(xué)空間地理研究所研究員，中國(guó)地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)理論與方法委員會(huì)委員、國(guó)際華人地理信息科學(xué)協(xié)會(huì)（CPGIS）終身會(huì)員。主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)重大研發(fā)項(xiàng)目、上海市科委創(chuàng)新基金、遼寧省科技攻關(guān)計(jì)劃等近30項(xiàng)科研課題。參與完成了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、美國(guó)商務(wù)部、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局、加拿大農(nóng)業(yè)部、加拿大人文科學(xué)協(xié)會(huì)等資助的多項(xiàng)科研項(xiàng)目。其中“地基SAR、GPS和測(cè)量機(jī)器人邊坡形變綜合監(jiān)測(cè)技術(shù)研究”“GNSS智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”分別獲2016及2017地理信息科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。主持及參與教學(xué)研究類項(xiàng)目3項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文50余篇，被SCI、EI收錄近30篇；編寫教材2部（其中英文教材1部），發(fā)明專利1項(xiàng)；專著5部。

《金屬礦山》簡(jiǎn)介

《金屬礦山》由中鋼集團(tuán)馬鞍山礦山研究總院股份有限公司和中國(guó)金屬學(xué)會(huì)主辦，主編為中國(guó)工程院王運(yùn)敏院士，現(xiàn)為北大中文核心期刊、中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源期刊（中國(guó)科技核心期刊）、中國(guó)精品科技期刊（F5000頂尖學(xué)術(shù)論文來(lái)源期刊）、中國(guó)百?gòu)?qiáng)報(bào)刊、RCCSE中國(guó)核心學(xué)術(shù)期刊（A）、中國(guó)期刊方陣雙百期刊、國(guó)家百種重點(diǎn)期刊、華東地區(qū)優(yōu)秀期刊，被美國(guó)化學(xué)文摘（CA）、美國(guó)劍橋科學(xué)文摘（CSA）、波蘭哥白尼索引（IC）、日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)（JST）等世界著名數(shù)據(jù)庫(kù)收錄。主要刊登金屬礦山采礦、礦物加工、機(jī)電與自動(dòng)化、安全環(huán)保、礦山測(cè)量、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域具有重大學(xué)術(shù)價(jià)值或工程推廣價(jià)值的研究成果，優(yōu)先報(bào)道受到國(guó)家重大科研項(xiàng)目資助的高水平研究成果。根據(jù)科技部中國(guó)科技信息研究所發(fā)布的《2024中國(guó)科技期刊引證報(bào)告（核心版）》，《金屬礦山》核心總被引頻次位列26種礦業(yè)工程技術(shù)學(xué)科核心期刊第1位；根據(jù)中國(guó)知網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)學(xué)術(shù)期刊影響因子年報(bào)》（2024版），《金屬礦山》學(xué)科影響力位居73種礦業(yè)期刊第9位。

供稿：曾文旭

編排：余思晨

審核：王小兵

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