GIS技术在任意形状工作面预测概率积分算法中的应用

"这篇论文研究了基于GIS的任意形状工作面预测概率积分算法，通过将工作面分割成非结构化三角形，运用复化辛普森二重积分法进行预测计算，然后叠加各三角形区域的积分值，实现了对任意形状工作面的精确预测。该算法被应用于开发了一个开采沉陷预计系统，该系统在实际煤矿案例中的预测结果与现场测量结果相符，具有计算便捷、使用简便、高效处理数据的特点，特别适用于缓倾斜和倾斜煤层的任意形状工作面的地表移动和变形计算，为‘三下’采煤的地表移动预测提供了技术支持。" 论文深入探讨了现有任意形状工作面预测方法的局限性，并在此基础上提出了一种新的概率积分法。该方法充分利用了地理信息系统（GIS）的强大功能，能够处理复杂的工作面几何形状。将任意形状工作面分解为多个非结构化的三角形，这使得算法能够适应各种不规则边界。在每个三角形区域内，通过正态积分函数的复化辛普森二重积分法进行预测计算，这种方法可以更精确地估计地表移动的影响。 复化辛普森二重积分法是一种数值积分技术，它在处理复杂的二维积分问题时具有较高的精度。通过对每个三角形的积分值求和，最终得到整个工作面的预测结果，确保了预测的全面性和准确性。这一创新算法的实现依赖于GIS技术，GIS不仅提供空间数据管理与分析能力，还能支持复杂的数学运算，使得预测模型的建立和应用更为直观和高效。 基于该算法，研究者开发了一个开采沉陷预计系统。该系统经过某煤矿的实际案例验证，预测结果与实地测量数据吻合度高，证明了算法的有效性和系统的实用性。此外，该系统还具有用户友好、计算效率高的特点，能够快速处理大量前后数据，对于需要频繁调整工作面的煤炭开采企业来说，这是一个非常有价值的工具。 该研究进一步指出，预计系统对于缓倾斜和倾斜煤层的地表移动和变形计算具有广泛的应用价值，尤其在“三下”采煤（建筑物下、水体下、铁路下）的场景中，可以提供关键的地表移动预测支持，有助于提高开采的安全性和经济性。通过对地表移动的精确预测，可以提前规划和实施防护措施，减少对地面设施和环境的影响。 这项研究为任意形状工作面的预测提供了新的方法和工具，为煤炭开采行业的安全、环保和经济效益提升做出了重要贡献。未来，这种集成GIS的概率积分算法有望推广到更多类似的地质灾害预测领域，推动地质工程和环境科学的发展。