采煤塌陷积水区面积无人机采集方法

迟臣鑫^1,2，陈伟强³，朱鹏程^1,2，查剑锋^1,2，殷和健^1,2，马晨阳^1,2

1. 中国矿业大学环境与测绘学院2. 江苏省资源环境信息工程重点实验室3. 皖北煤电集团有限责任公司五沟煤矿

摘 要：近年来,采煤塌陷引起的积水区面积呈现逐年增加的趋势,现阶段采煤塌陷积水区面积常用的计算方法多为RTK实测法和遥感法,对于中小区域的采煤塌陷积水区面积计算具有工作量大、时效性差等不足,精准计算中小区域的采煤塌陷积水区面积对于积水区生态修复、经济赔偿及安全防护工作具有重要意义。为此,提出了一种基于无人机影像的采煤塌陷积水区面积获取方法。在分析常见影像噪声的基础上,通过分析对比现有去噪方法的优势和局限性,提出了耦合高通滤波和中值滤波的去噪方法;通过4种阈值选取方法的实例对比分析,采用三角法确定采煤塌陷积水区影像二值化的阈值;提出了依据轮廓坐标点的精度来评估面积计算精度的方法。依据所提的采煤塌陷积水区面积计算方法,计算了某矿附近采煤塌陷积水区的面积,并与Pix4Dmapper软件和RTK实测法获取的面积值进行了对比验证。结果表明:耦合滤波方法可较好地去除无人机影像的噪声点,在此基础上计算的采煤塌陷积水区面积与其余两种方法的计算结果的相对误差优于6%,精度较好,为采煤塌陷积水区生态修复等工作提供了可靠依据。

关键词：生态修复;采煤塌陷区;积水面积;无人机;耦合滤波;