本科毕业论文答辩--基于D-InSAR技术的矿区沉陷监测

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1、基于D-InSAR技术的矿区沉陷监测指导教师：***姓名：***学号：***班级：测绘工程论文大纲1.研究目的、内容及课题来源2.国内外研究现状3.开采沉陷分析及常规监测方法4.InSAR技术基本概念、原理5.D-InSAR技术应用于彬长矿区分析6.结论和建议1.研究目的、内容及课题来源本论文研究内容来源于2009年欧空局Category1计划资助研究课题“D-InSAR应用于中国西部煤矿区采动灾害监测研究”。因此本论文以陕西彬长矿区为例，利用D-INSAR技术，通过使用相关处理软件，监测出形变范围，得出结果。1969

2、年Rogers等首次将INSAR应用于观测金星表面；1974年Graham利用机载合成孔径雷达数据获取高程数据。1986年Zebker和Goldstein首次将INSAR技术应用于地形图测绘；1980年，Perski选择了欧洲最大的煤田(USCB)50景ERS雷达图象进行研究，得到了观测期内地面沉降的速率和沉降区域的结构及其范围等信息。1991年欧洲孔间距发射ERS-1卫星，INSAR技术受到人们极大关注；2000年2月11日美国宇航局（NASA）和国家影像与测绘局联合进行为期11天的航天飞机雷达测绘（SRTM）；2002年

3、3月发射ENVISAT-1卫星，ASAR具有同极化和多差极化模式，可以多角度多模式成像；2006年日本发射ALOS/PALSAR卫星；2007年加拿大在RADARSAT-1基础上发射了RADARSAT-2，也具有干涉测量的功能。国内对InSAR技术应用于地面沉降监测的研究始于近几年，且主要集中于城市地面沉降的监测。刘国祥等(2001)利用ERS-2卫星获取的雷达影像作差分干涉处理，成功地获取了香港赤腊角机场沉降场。2002年，路旭等采用欧空局ERS-1和ERS-2的天津地区复雷达图像数据(重复轨道SAR数据)进行了分析研究。

4、2.INSAR技术发展现状3.INSAR与其他变形监测技术对比监测精度是否接触变形体是否需要布设监测网效率成本覆盖范围空间分辨率天气影响角度测量低是是低高局部低是精密水准测量高是是低高局部低是GPS技术毫米级是是较高高局部低否摄影测量方法低否否很高低区域高是INSAR技术毫米级否否很高低区域到全球高否4.INSAR基本原理4.1SAR基本概念及原理4.2INSAR测高原理4.3D-INSAR基本概念4.1SAR基本概念及原理SAR是合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar）的简写，是侧视结构的主动式成像雷

5、达,它能够实现二维高分辨率成像（几何结构如右图所示）。国外机载SAR图像国内机载SAR图像星载SAR图像4.2INSAR测高原理参考椭球(Lookangle)假设轨道是平行的y方位向距离向轨道方向参考椭球(Lookangle)假设轨道是平行的y方位向距离向轨道方向4.3D-INSAR基本概念一般意义下的相位差（双天线工作方式下量测到的相位差）用表示，地面微小变化引起的相位差用表示，则相位差为：D-INSAR的基本思想：如果想要从中得出地表的微小形变引起的相位差，就必须将两部分分离开，才能对地表的微小运动作出估计。因此，根据去

6、除地形相位采用的数据和处理方法的不同，D-InSAR技术主要分为二轨法、三轨法和四轨法。5.D-INSAR技术在彬长矿区实际应用情况实验处理流程（二轨法）：主影像从影像影像配准影像滤波干涉图相位解缠去平地效应复相干图差分干涉地表形变卫星成像参数外部DEMDEM地理坐标转换为影像坐标DEM反演干涉图干涉相位图从影像外部DEM转换为影像坐标、SAR强度模拟辅影像重采样配准主影像去平地效应DEM反演干涉图地形相位相减数据处理流程干涉相位图差分干涉图干涉轨道文件用于InSAR处理的SAR数据又被称为单视复影像SLC(SingleLo

7、okComPlex)，它是对原始数据进行距离向处理(脉冲压缩)和方位向处理(SAR合成)之后得到的一个复数据的二维表。复影像数据包括雷达波振幅和相位两部分，被称为复数的实部和虚部。实验区为彬长矿区，中心经纬度为108°5′25.31″E，35°0′9.79″N。影像裁切大小为18000pixel×3000pixel。5.1主从影像选择影像参数设置裁剪后的主影像裁剪后的从影像利用轨道配准的信息，计算主辅影像的重叠区域主图像上选取匹配窗口，辅图像上选取搜索窗口，匹配得到一定数量的同名点对后，计算出各自偏移，根据聚集程度拟合出主辅

8、图像之间的偏移此时要求配准的精度达到一个像素在主影像上面选择待匹配点，在辅图像中选择搜索窗口，并且可以在空间域与频率域中进行相关计算。选择大量的点来计算偏移量;同时利用大量的同名点建立其主辅影像之间的坐标变换关系式。5.2配准过程一级轨道级配准二级像素级粗配准子像素级精配准生成同名点估算出