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金属矿山 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (01): 102-109.

• 测绘视角下的矿山地质灾害智能识别与预警 • 上一篇    下一篇

融合 SBAS-InSAR 与 GS-LSTM 的尾矿库沉降监测与预测

李如仁 孙加瑶
  

  1. 沈阳建筑大学交通与测绘工程学院,辽宁 沈阳 110168
  • 出版日期:2023-01-15 发布日期:2023-02-03
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(编号:51774204)

Subsidence Monitoring and Prediction of Tailings Pond Combined with SBAS-InSAR and GS-LSTM

LI Ruren SUN Jiayao #br#   

  1. School of Transportation and Geomatics Engineering,Shenyang Jianzhu University,Shenyang 110168,China
  • Online:2023-01-15 Published:2023-02-03

摘要: 尾矿库作为一种危险源,需对其进行长期监测及预警,但目前针对尾矿库的监测方法费时费力且预警 模型较少,为此提出了一种基于小基线集(SBAS-InSAR)技术、长短期记忆( LSTM)神经网络以及网格搜索( GS)算法 相结合的尾矿库沉降预测模型,实现了尾矿库沉降监测与预测的一体化。 首先,以 60 景 Sentinel-1A 影像作为数据 源,采用 SBAS-InSAR 技术监测鞍山市西果园尾矿库动态沉降过程,获取该尾矿库 2018—2020 年内时间序列沉降信 息,将其与 GPS 技术获取的测量结果进行对比,发现时序 InSAR 监测精度较高。 然后将降雨量与沉降量关联分析,得 到尾矿库沉降的波动规律,构建 LSTM 神经网络沉降预测模型,再利用 GS 算法将模型中的超参数进行全局寻优。 最 后将监测数据划分为训练集与测试集,与传统预测模型进行对比。 试验结果表明:GS-LSTM 模型在西果园尾矿库沉 降预测中呈现出了较好的预测精度,3 个测试点中最大平均绝对误差(MAE)为 2. 51 mm,最大均方根误差(RMSE)为 2. 90 mm,可以较为精准地反映出具有尾矿库沉降特点的波动和趋势,为尾矿库灾害预警及治理提供了理论依据。

关键词: SBAS-InSAR 尾矿库 LSTM 神经网络 预测模型

Key words: SBAS-InSAR,tailings pond,LSTM neural network,prediction model