CN108196252A - 一种矿沉陷区沉降动态监测方法 - Google Patents

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Abstract

一种矿沉陷区沉降动态监测方法，步骤如下：1)通过输入数据以及卫星平台参数进行干涉处理；2)利用相干图以及目标点信息进行线性形变相位估计；3)通过野外实测数据与上诉信息可以进行线性形变速率计算；4)通过大气相位估计以及残余相位，获得区域形变图；5)通过克里金插值以及分等定级确定矿区沉陷区的沉降产品图。

Description

一种矿沉陷区沉降动态监测方法
技术领域
本发明属于INSAR遥感技术领域，涉及一种矿沉陷区沉降动态监测方法。
背景技术
作为世界上陆地面积第二大的国家，我国的矿产资源极为丰富。煤矿资源直接关系到国家的工业生产和人民的日常生活。多数国家在矿产资源的开发利用与环境治理两个方面都存在着两难的选择。地下煤炭资源的开采会造成地表发生垂直和水平的形变甚至形成塌陷，这给矿区当地人民的生命财产和生态环境等带来了巨大的威胁，对煤炭开采所导致的地面形变进行有效的监测将为矿区地质环境治理提供重要的基础数据，为相关部门制定治理方案提供科学依据。
如何准确的监测和预测煤矿开采区的沉陷问题一直是受到人们的关注，传统的地面形变监测方法大多采用水准测量或者GPS等点测量方法，不仅需要大量的人力、物力，而且获得的信息仅局限于空间的几个部分，无法了解采煤所致的地面形变的空间整体分布，对于形变的发展趋势很难把握，而且也很难及时发现新的沉降区域。
随着空间对地观测技术的发展，尤其是合成孔径雷达干涉测量(InterferometricSAR，InSAR)技术的出现，大大促进了大范围的地表形变监测。相对于传统的地表形变监测技术，依靠卫星重访周期获得同一地区的多幅SAR影像，利用多时相的复雷达图像的相干信息,可以快速获取卫星影像覆盖范围内的形变信息，而迅速发展成为地表形变监测中的一项重要技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种矿沉陷区沉降动态监测方法，使相关领导与地质灾害防治人员能方便地分析矿区的沉降情况，对其中包含的丰富信息快速判读。
本发明包括如下技术方案：一种矿沉陷区沉降动态监测方法，步骤如下：
1)通过输入数据以及卫星平台参数进行干涉处理；
2)利用相干图以及目标点信息进行线性形变相位估计；
3)通过野外实测数据与上诉信息可以进行线性形变速率计算；
4)通过大气相位估计以及残余相位，获得区域形变图；
5)通过克里金插值以及分等定级确定矿区沉陷区的沉降产品图。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
本文基于此针对淮南市采煤所导致的地面塌陷、地面沉降等以地表形变为特征的地质灾害，采用InSAR技术开展煤矿开采区沉陷区遥感监测，能连续空间覆盖、自动化和高精度(精度达到毫米级)的监测地表形变，具有常规手段无法比拟的优势。
本发明采用合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential InSAR)及基于相干目标的DINSAR(Coherent Target DInSAR——CT-DInSAR)，搭建针对RADARSAT-2数据的干涉处理功能，获取沉陷区的地表沉陷量、地表沉陷速率等定量信息并分析整个沉降场的沉降趋势。实现针对煤矿开采沉陷区的地面沉降监测。使不具有任何遥感专业知识的领导与地质监测相关人员能够方便的分析区域沉降、制定矿区塌陷防治办法。
附图说明
图1为本发明方法流程图。
具体实施方式
如图1所示，下面就结合附图对本发明做进一步介绍。
1、通过输入SLC数据以及卫星平台参数进行干涉处理
2、利用相干图以及目标点信息进行线性形变相位估计
3、通过野外实测数据与上诉信息可以进行线性形变速率计算
4、通过大气相位估计以及残余相位，获得区域形变图
5、通过克里金插值以及分等定级确定矿区沉陷区的沉降产品图，供相关单位及人员参考与使用。
具体如下：
1)选择合适的干涉处理主辅图像对；通过基线计算，选择空间垂直基线小于某个阀值的SAR图像对，组成干涉对；
2)选择一幅图像作为配准的主图像，进行粗配准、精配准，使所有图像统一到一个坐标框架；
3)按照干涉组合对，计算主图像和辅图像的复相干，其幅度作为相干系数，角度为相干涉位；
4)通过获得其时间序列的相干图或者经过标定的幅度图，利用相干关系数阈值与幅度离散指数阈值方法获取相干目标点；
5)利用Delaunay三角网建立城区相干目标点的网络关系，并利用线性形变模型反演，得到城区相干目标点的形变速率和残余DEM估计；
6)在获得城区相干目标点的基础上，通过新的网络建立原则，连接图像中的所有相干目标点，利用改进的线性形变模型目标函数，获得整个区域的大范围形变估计；
7)利用平差原理和误差控制理论集成所得到的各相干目标点之间的形变增量，从而得到各相干目标点形变估计。
8)获得各相干目标点上消除线性形变及DEM相位后的残余相位，进行非线性形变估计，从而得到相干点上在任意两景图像时间段的地面沉降量估计。
本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (1)

1.一种矿沉陷区沉降动态监测方法，其特征在于步骤如下：
1)通过输入数据以及卫星平台参数进行干涉处理；
2)利用相干图以及目标点信息进行线性形变相位估计；
3)通过野外实测数据与上诉信息可以进行线性形变速率计算；
4)通过大气相位估计以及残余相位，获得区域形变图；
5)通过克里金插值以及分等定级确定矿区沉陷区的沉降产品图。
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