金属矿山 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (4): 177-.
吝 涛1 范洪冬1,2 孙 叶1 李向伟3 庄会富1
LIN Tao1 FAN Hongdong1,2 SUN Ye1 LI Xiangwei3 ZHUANG Huifu1
摘要: 我国井工煤矿量大面广,地下开采隐蔽性强,现有的人工调查、遥感探测、现场实测等方式难以满足大 范围开采沉陷区自动识别实现要求,不利于实现高效监管、动态监测。为此,提出了一种基于U2-Net 的广域合成孔径 雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)开采沉陷区自动识别方法,该方法通过各种形变梯度和 噪声水平的模拟数据集训练卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN),使其能够实现由差分干涉图一步输出 包含开采沉陷位置信息的二值矩阵。试验表明:U2-Net 的平均像素准确率(Mean Pixel Accuracy,MPA)和平均交并比 (Mean Intersection Over Union,MIoU)分别达到了0. 916 3、0. 911 9,均高于试验中的其他2 种模型,能够更好地抑制噪 声,突出形变信号。在覆盖神东矿区不同时间间隔的InSAR 干涉图上,U2-Net 自动识别了覆盖面积超过54 600 km2 的干涉图,检测出了多处边界信息清晰平滑的沉陷区,识别的平均准确率达到92. 45%。结果表明:对比其他网络, U2-Net 通过2 级嵌套的“U”形结构能够以较小的计算量融合多尺度和多层次特征,在噪声抑制和形变区域识别方面 具有显著优势。由此可见,联合深度学习可服务于精细化开采沉陷区详细调查,促进InSAR 技术的应用,为广域开采 沉陷区智能识别提供了一种新的技术方法。