基于D-InSAR技术的矿区地表沉陷监测.pdf

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1、煤炭工程第４９卷第６期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４９，Ｎｏ?６ｄｏｉ：１０?１１７９９／ｃｅ２０１７０６０３５基于Ｄ－ＩｎＳＡＲ技术的矿区地表沉陷监测１，２１，２１，２张文馨，郭广礼，郭庆彪（１?中国矿业大学国土环境与灾害监测国家测绘地理信息中心重点实验室，江苏徐州２２１００８；２?中国矿业大学江苏省资源环境信息工程重点实验室，江苏徐州２２１００８）摘要：结合Ｄ－ＩｎＳＡＲ技术全天时、全天候、高分辨率和连续空间覆盖等特点，基于７景ＴｅｒｒａＳＡＲ－Ｘ影像数据，采用二轨差分方法，得到山东南屯矿

2、地表沉陷Ｄ－ＩｎＳＡＲ数据，与水准数据进行对比。根据二者的差值与距离的关系，采用最小二乘多项式拟合的方法，得到Ｄ－ＩｎＳＡＲ数据的修正公式。修正后Ｄ－ＩｎＳＡＲ数据的精度满足地表形变监测的需求，具有广阔的应用前景。关键词：地表沉陷；Ｄ－ＩｎＳＡＲ；变形监测；水准数据中图分类号：ＴＤ３２７文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１７）０６⁃０１２２⁃０３ＳｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｂａｓｅｄｏｎＤ－ＩｎＳＡＲ１，２１，２１，２ＺＨＡＮＧＷｅｎ－ｘｉ

3、ｎ，ＧＵＯＧｕａｎｇ－ｌｉ，ＧＵＯＱｉｎｇ－ｂｉａｏ（１?ＮＡＳＧＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＬａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒＭｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１００８，Ｃｈｉｎａ；２?ＪｉａｎｇｓｕＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ

4、２２１００８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆＤ－ＩｎＳＡＲｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｓａｖａｉｌａｂｌｅｄａｙａｎｄｎｉｇｈｔ，ａｎｄｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｉｍａｇｅｓａｎｄｒｅａｌｉｚｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｓｐａｔｉａｌｃｏｖｅｒａｇｅ，ｂａｓｅｄｏｎｔｗｏ－ｔｒａｃｋｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｓ７ｓｃｅｎｅｓＴｅｒｒａＳＡＲ－ＸｔｏｇｅｔｔｈｅＤ－Ｉｎ

5、ＳＡＲｄａｔａｏｆｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｏｆａｍｉｎｅｉｎＳｈａｎｄｏｎｇ，ａｎｄｔｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｓｗｉｔｈｔｈｅｌｅｖｅｌｉｎｇｄａｔａ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｖａｌｕｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＤ－ＩｎＳＡＲｄａｔａａｎｄｌｅｖｅｌｉｎｇｄａｔａａｎｄｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｓ，ｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｆｏｒｍｕｌａｏｆＤ－ＩｎＳＡＲｄａｔａｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｌｅａｓｔ－ｓｑｕａｒｅｐｏｌｙｎｏｍｉａｌｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ．Ａｆｔｅｒｔｈ

6、ｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆＤ－ＩｎＳＡＲｄａｔａｍｅｅｔｓｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｓｕｒｆａｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｗｈｉｃｈｈｏｌｄｓｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｒｆａｃｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ；Ｄ－ＩｎＳＡＲ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｌｅｖｅｌｉｎｇｄａｔａ矿山开采在推动经济发展的同时，也引起一系列的环技术对山东某矿地表沉陷进行监测，利用水准数据对Ｄ－境、生态问题。矿山开采

7、导致地表沉陷，地表容易形成塌ＩｎＳＡＲ的监测值进行改进，提高其精度。陷漏斗、塌陷坑等情况，给人们的财产安全以及交通运输１Ｄ－ＩｎＳＡＲ的基本原理安全造成威胁。因此，应加强对矿区开采沉陷的监测，以［１，２］Ｄ－ＩｎＳＡＲ技术在重轨模式下，获取的两幅干涉纹图中，便能够及时做出预警预报，减小损失。［４］常规地面变形监测的方法有大地水准测量、全站仪、包含以下干涉相位：ＧＰＳ等，但无法满足对大空间尺度下的微小形变监测需求，ϕ＝ϕｔｏｐ＋ϕｄｅｆ＋ϕａｔｍ＋ϕｆｌａｔ＋ϕｎｏｉｓｅ＋·ｋ２π且观测成本高、周期长。合

8、成孔径雷达差分干涉（Ｄ－ＩｎＳＡＲ）式中，ϕ为地形相位；ϕ为形变相位；ϕ为大气相ｔｏｐｄｅｆａｔｍ技术采用主动成像方式，能够全天时、全天候的监测地面沉位；ϕ为平地相位；ϕ为噪声相位；ｋ为整周模糊度。ｆｌａｔｎｏｉｓｅ降变化，短时间内获得大空间范围内的地表形变信息，现已根据干涉数据的多少以及处理方法的不同，可将Ｄ－［５］在地形测绘、地表形变量测、同震形变量测、城市沉降监ＩｎＳＡＲ技术分为二轨法、三轨法、四轨法。三种方法的［３］测、滑坡体研究等