Application of GIS methods in assessing effects of mining activity on surface infrastructure

• Autorzy: Blachowski J. , Chrzanowski A. , Szostak-Chrzanowski A.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amsc-2014-0022

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metod GIS w ocenie wpływu działalności górniczej na infrastrukturę na powierzchni

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Tilt (T), curvature (K) and horizontal strain (ε) in ground subsidence troughs are the basic deformation parameters, which are used in the assessment of mining effects on surface infrastructure. The parameters can be determined from mathematical functions describing the continuous displacement field. The latter can be obtained by the least squares fitting of selected displacement functions to results of three-dimensional monitoring of horizontal and vertical displacements at discrete points. A methodology based on spatial data modelling in Geographic Information Systems (GIS) facilitates the above process as demonstrated on the example of a mining area in Canada. Polish guidelines regarding classification of mining risk categories based on the values of these parameters have been used in the example.

PL

Nachylenie (T) , krzywizna (K) oraz odkształcenie poziome (ε) w niecce obniżeniowej to podstawowe wskaźniki używane do oceny wpływu działalności górniczej na infrastrukturę na powierzchni. Wskaźniki te można wyznaczyć poprzez wpasowanie odpowiedniej funkcji matematycznej opisującej pole przemieszczeń. Pole to można otrzymać poprzez wpasowanie wybranych funkcji przemieszczeń do wyników pomiarów (3D) poziomych i pionowych przesunięć punktów sieci obserwacyjnej. Metodyka oparta na modelowaniu danych przestrzennych w systemach informacji geograficznej (GIS) wspomaga ten proces co zademonstrowano na przykładzie terenu górniczego w Kanadzie. Wykorzystano polskie wytyczne w zakresie kategorii terenów górniczych oparte na wartościach tych wskaźników.

Słowa kluczowe

EN

mining; deformation parameters; mining damage; GIS; map algebra

PL

górnictwo; wskaźniki deformacji; szkody górnicze; GIS; algebra mapy

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 59, no. 2
• Strony: 307--321
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Blachowski J.

• Faculty of Geoengineering, Mining and Geology, Wroclaw University of Technology, Na Grobli 15, 50-421 Wroclaw, Poland

autor

Chrzanowski A.

• Canadian Centre for Geodetic Engineering, University of New Brunswick, Fredericton, Nb, E3b 5a3 Canada

autor

Szostak-Chrzanowski A.

• Canadian Centre for Geodetic Engineering, University of New Brunswick, Fredericton, Nb, E3b 5a3 Canada

Bibliografia

• [1] Berry J.K., 1987. Fundamental operations in computer-assisted map analysis. International Journal of Geographic Information Systems. International Journal of Geographical Information Systems, Vol. 1, No 2, p. 119-136.
• [2] Chen Y.Q., 1983. Analysis of Deformation Surveys - A Generalised Method. Ph.D. dissertation. Department of Geodesy and Geomatics Engineering. Technical Report, No 94, University of New Brunswick, Canada.
• [3] Chrzanowski A., Chen Y.Q., Romero P., Secord J.M., 1986. Integration of Geodetic and Geotechnical Deformation Surveys in the Geosciences, Tectonophysics, 130, p. 369-383.
• [4] Chrzanowski A., Blachowski J., Szostak-Chrzanowski A., 2012. Ocena wpływu eksploatacji górniczej na infrastrukturę powierzchniową w kompleksowych warunkach geologiczno-górniczych z zastosowaniem metod GIS. [In:] Kowalski A. (Ed.), Bezpieczeństwo i ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych. GIG, Katowice, p. 34-45.
• [5] ESRI, 2010a. ArcGIS User Manual. Professionals Library - Spatial Analyst, ESRI Press, USA.
• [6] ESRI, 2010b. ArcGIS User Manual. Professionals Library - Geostatistical Analyst, ESRI Press, USA.
• [7] Firek K., Wodyński A., 2011. Qualitative and quantitative assessment of mining impacts influenceon traditional development in the mining areas. Arch. Min. Sci., Vol. 56, No 2, p. 179-188.
• [8] Franke R., 1982. Smooth Interpolation of Scattered Data by Local Thin Plate Splines. Computer and Mathematics with Applications, Vol. 8, No 4, p. 273-281.
• [9] GIG, 2000. Zasady oceny możliwości prowadzenia podziemnej eksploatacji górniczej z uwagi na ochronę obiektów budowlanych. Główny Instytut Górnictwa, Instrukcja No 12.
• [10] Heywood I., Cornelius S., Carver S., 2006. An Introduction to Geographic Information System, 3rd Edition, Pearson, Prentice Hall, Essex, England.
• [11] Hofierka J., Cebecauer T., Šúri M., 2007. Optimisation of Interpolation Parameters Using Cross-validation. Peckham R.J., Jordan G. (Ed.), Digital Terrain Modelling, Lecture Notes in Geoinformation and Cartography, Springer, 67-82.
• [12] Knothe S., 1984. Prognozowanie wpływów eksploatacji górniczej, Wyd. Śląsk, Katowice.
• [13] Kowalczyk K., Rapiński J., Mróz M., 2010. Analysis of Vertical Movements Modelling Through Various Interpolation Techniques. Acta Geodyn. Geomater., Vol. 7, No 4 (160), p. 399-409.
• [14] Kwiatek J., 2007. Obiekty budowlane na terenach górniczych. Główny Instytut Górnictwa. Katowice.
• [15] Malinowska A., Hejmanowski R., 2010. Building damage risk assessment on mining terrains in Poland with GIS application. International Journal of Rock mechanics & Mining Sciences, Vol. 47, p. 238-245.
• [16] Olea R.A., 1999. Geostatistics for Engineers and Earth Scientists. Kluwer Academic Publishers, Boston, USA.
• [17] Sibson R., 1981. A Brief Description of Natural Neighbor Interpolation, In: Interpolating Multivariate Data. New York: John Wiley & Sons, p. 21-36.
• [18] Sroka A., 2009. Influence of time-based parameters of longwall panel exploitation on objects inside rock mass and on the surface. Arch. Min. Sci., Vol. 54, No 4, p. 819-826.
• [19] Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., Hiroji A., 2011. Ground Subsidence Modeling based on Stress Redistribution in Rock Mass, Journal GIG, Główny Instytut Górnictwa, Katowice 2011, No 2/1/2011, p. 524-536.
• [20] Szostak-Chrzanowski A., Chrzanowski A., 2008. Canadian Contributions to Monitoring and Physical Interpretation of Ground Subsidence. Markscheidewesen. Jahrgang 115 (2008), No 3, October, p. 14-20.
• [21] Tomlin C.D., 2008. Cartographic Modelling. Kemp, K. K (Ed), Encyclopedia of Geographic Information Science, Sage.
• [22] Williams R., 1999. Non-Linear Surface Interpolations: Which Way Is The Wind Blowing. Proceedings of the 1999 ESRI International User Conference, USA.