矿区地表沉陷的D-InSAR监测方法

基于两景ALOS PALSAR影像,利用D-InSAR技术,获取了2007-12-10-2008-01-25时段某矿区的地表沉降形变场。然后采用D-InSAR监测值,提取该回采时期矿区工作面超前影响角,并与实测数据求取值进行对比,结果表明利用D-InSAR技术求取工作面超前影响角是可行的。利用基于模拟退火算法（SA）的概率积分参数反演方法,求取了矿区工作面非充分采动下的概率积分参数。求参结果表明,利用基于SA的概率积分参数求取方法进行矿区概率积分参数求取是可行的。研究成果对矿山开采沉陷D-InSAR监测具有重要参考价值。     

基于D-InSAR技术和灰色Verhulst模型的矿区沉降监测与预计

针对在地形复杂的矿区沉降观测资料不易获取的问题,将合成孔径雷达差分干涉技术（D-InSAR）与灰色Verhulst模型相结合,提出了一种矿山开采沉陷监测和预计方法。该方法首先对覆盖大柳塔煤矿某工作面的12景TerraSAR-X雷达数据进行D-InSAR处理,获取观测站沉降值;然后根据沉降量与时间的关系建立了基于灰色Verhulst模型的预测函数,对开采沉陷发展规律进行分析。试验结果表明：3个测试点D-InSAR监测数据的绝对和相对误差分别为2.8~15 mm,0.9%~6%;结合灰色Verhulst模型预测的绝对和相对误差分别为3.4~18.8 mm,1.2%~5.7%。上述研究结果进一步表明,所提出的方法可有效弥补矿区沉降实测数据的不足,为实现矿区开采沉陷监测和预计的一体化软件设计提供参考。     

基于D-InSAR技术的吕梁市柳林县某采煤沉陷区变形分析

矿区长期地下开采会造成周边地区不同程度的沉降,引发安全隐患。本研究将D-InSAR应用于吕梁市冯家庄村地区地表变形监测中,分析采矿活动对附近村庄的影响。通过与地表沉降的计算结果图对比分析,可以得出:①D-InSAR技术可以直观反映地表形变范围,进而准确地圈定地表形变区域;②D-InSAR技术可以较为准确地反映地表的变形,为及时监测地表变形提供有效的技术手段。     

基于D-InSAR与概率积分法的开采沉陷监测与预计

为掌握采动区附近高等级公路的变形趋势,针对传统开采沉陷监测方法存在诸多缺陷的问题,将合成孔径雷达技术(D-InSAR)与概率积分法相结合,提出了一种矿山开采沉陷监测与预计方法。该方法首先利用D-InSAR技术对兖州某矿9308工作面进行了监测和分析,并将监测结果与路面水准测量数据进行了对比,然后基于D-InSAR的监测值,求取了9308工作面非充分采动下的概率积分法预计参数,再根据三下采煤规程对参数进行修正得到工作面全采时的预计参数,最后利用修正后的参数预计出工作面全采对附近高等级公路的影响程度。结果表明D-InSAR技术高精度的优势可以为开采沉陷预计提供可靠的监测数据,该方法可以为实现矿山开采沉陷监测与预计一体化提供有力支持。     

基于灰色和模糊综合评价法的矿山地质环境评价：以萍乡市湘东镇地区为例

萍乡市湘东镇地区是我国典型的矿产集中开采区,研究区内湘东黄堂煤矿、麻山大金坡煤矿等数座矿山的长期开采造成了生态环境破坏。为了在湘东镇地区可持续规划中针对影响等级分布的区域分别采取适当的措施提供重要应用价值,本文通过运用多源遥感手段,综合调查研究萍乡市湘东镇地区矿山地质环境问题,选取地形地貌、植被覆盖率、矿山开采方式、地形地貌景观破坏、矿山环境污染等10个对该区环境具有直接影响的评价因子,建立一套适合该区的矿山地质环境影响综合评价体系,采用应用价值广泛的灰色综合模型和模糊综合模型两种评价方法对湘东镇地区矿山地质环境影响进行综合评价,结果基本一致,湘东镇地区矿山环境严重影响及较严重影响区分布在该区北部及中部采石场区域,南部及东部的巨源、大金坡、上官岭、青山等煤矿区域。通过对两种评价方法的比较,灰色综合评价法得到的评价结果更为优化。     

双轨D-InSAR在矿区地面沉降监测中的应用

合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar,D-InSAR)已成为监测矿区地表沉降的有力工具之一。文章选取2景2004-12-26—2005-01-30覆盖济宁矿区的C波段的ENVISAT ASAR影像作为干涉对,首先对整景影像进行差分干涉处理,得到D-InSAR一系列结果图,然后选取沉降明显的葛亭矿区进行精细化研究,结合GIS软件叠加数字正射影像图DOM、开采平面图和矿区边界图等进行空间分析。结果表明:双轨D-InSAR技术可以对矿区的沉降分布进行有效的探测与定位,且能对矿区的沉降程度进行监测。     

基于D-InSAR技术分析的煤矿开采、沉降与环境灾害

D-InSAR(星载雷达差分干涉测量技术)是对地面沉降进行有效检测的一种重要的技术手段,国土环境、煤矿开采、沉降及灾害通常会由于地面微小形变而发生变化。采用煤矿沉降监测所得出的试验结果,探索出一种通过D-InSAR技术监测煤矿开采、沉降及环境灾害有效分析和应用系统方案。地理信息系统的应用为预防煤矿次生灾害、开采控制及监测国土环境变化等提供了切实可行的技术方式。     

开采区矿山地质环境综合分级定量评价方法

以实现评价矿山地质环境为目的,提出开采区矿山地质环境综合分级定量评价方法。以非金属矿山为研究对象,针对其周边地质环境和生态环境,建立开采区矿山地质环境综合分级定量评价指标体系。采用模糊层次分析算法,对该指标体系内的一级指标和二级指标实施相对重要程度赋值计算后,通过GIS空间分析算法,分析开采区矿山地质环境综合等级赋值频率分布情况,确定矿山地质环境评价的分区阈值,得到开采区矿山地质环境综合分级定量分区结果。实验结果表明,该方法可有效评价非金属开采矿区地裂缝、含水层破坏、地形地貌景观破坏等二级指标等级,可依据二级指标评价结果评价其一级指标等级,具备较好的应用性。     

基于不同外部DEM的D-InSAR矿区沉陷研究

为探究D-InSAR技术监测矿区沉陷能力,在SRTM DEM外还用到ASTER GDEM作为外部DEM进行二轨法差分。基于6景TerraSAR-X数据的干涉实验结果表明,长基线像对失相干严重,选取像对进行沉陷监测还需特别考虑时间基线和空间基线的影响;利用短基线像对基于GDEM、SRTM的二轨法差分结果表明,两种DEM均能够很好地监测到矿区发生沉降位置,随着开采情况的进展,两者监测得到的干涉条纹在边缘、细节及所能监测到的最大沉降量等方面有所差别。     

基于MapGIS的岗下稀土矿山地质环境评价与分区

以江西赣州岗下稀土矿山为研究对象,通过野外地质调查,详细分析了该矿山的地形地貌与水文地质条件、地层岩性、地质构造、开采方式和强度、矿山开发利用现状等信息,基于MapGIS软件分别提取了区内地形地貌信息及区域重要程度信息,并对评价单元进行了划分。在此基础上,将MapGIS软件分别与灰色关联度模型、物元模型及BP神经网络模型相结合,对该矿山的地质环境进行了综合评价和分区,并对该3类模型的评价结果计算了均值,结果表明：①岗下稀土矿山地质环境破坏严重区占地面积1.222 1 km²,约占研究区总面积的24.8%,主要分布于堆浸开采区、尾矿堆积区、地形坡度较陡的原地浸矿开采区;②破坏较严重区占地面积1.504 0 km²,约占研究区总面积的30.6%,分布于地形坡度较缓且开采强度较大的原地浸矿开采区;③破坏轻微区占地面积2.190 7 km2,约占研究区总面积的44.6%,分布于地形坡度较缓且开采强度较小的原地浸矿开采区及未开采区。上述分析结果与区内实际情况较吻合,对于区内地质环境治理及资源开发利用有一定的参考价值。     

基于D-InSAR技术的煤矿区沉陷监测

煤炭开采引起的地表移动变形时间集中、形变量大,使得基于D-In SAR技术的煤矿区沉陷监测受到了诸多的限制,很难获取准确的地表沉陷信息。为使D-In SAR技术能够更好地应用于煤矿区沉陷监测,采用"两轨法"差分干涉技术处理了多景Radar Sat-2影像数据,通过实验分析了植被因素对影像相干性的影响,探究了监测量级对地表沉陷信息解译结果的影响,并以峰峰矿区的九龙矿为试验区对D-In SAR技术的监测精度进行了分析。结果表明:地表植被覆盖率是影响影像间相干性的决定性因素,在地表植被稀疏的冬季相比植被茂盛的夏季更适合使用DIn SAR技术进行地表形变监测;由于地质采矿条件复杂,导致地表下沉速度超过卫星可监测范围,通常只能准确监测到盆地边缘的形变;当沉降量不超过监测量级时,D-In SAR技术的监测结果与常规水准测量的结果大致吻合;随着相关理论研究的不断深入与处理软件的日趋成熟,D-In SAR技术在煤矿区沉陷监测中的应用前景将更为广阔。     

融合D-InSAR技术与ArcGIS软件 的矿区开采沉陷监测

合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）存在卫星重访周期较长的不足,导致矿区开采沉陷监测精度不高,难以适应矿区开采沉陷动态监测的要求。为此,以双鸭山某矿区为例,将D-InSAR技术与ArcGIS软件进行有机结合进行开采沉陷监测分析。首先选择该矿区2014年10-11月3景C波段TerraSAR影像作为干涉影像数据,构成了3个干涉影像对;然后针对In-SAR干涉影像存在的基线误差、大气误差、地形误差以及时间失相关等,以GAMMA软件为平台,通过精细二轨D-InSAR模式,进行干涉影像对配准、基线估计、相位解缠处理,提高D-InSAR干涉影像精度;最后将D-InSAR差分干涉影像与开采平面、开采计划以及水准测量数据进行叠加,分析矿区开采沉陷区域的空间动态分布位置,并将D-InSAR差分干涉影像导入ArcGIS软件对矿区开采沉陷进行定量分析。研究表明：干涉影像对1、2、3的时间间隔分别为11,22,33 d,期间矿区的最大沉陷量分别为40,41,45 mm,平均沉陷量为0.86 mm/d,区内同期水准测量获得的沉陷量平均为0.92 mm/d,可见,融合D-InSAR技术与ArcGIS软件的开采沉陷监测方法有一定的精度。     

基于D-InSAR技术的煤矿沉陷监测

以D-InSAR技术为研究对象,着眼于煤矿沉陷监测作业。从D-InSAR技术基本工作原理分析、D-InSAR技术在煤矿沉陷监测中的数据获取与处理分析、以及D-InSAR技术在煤矿沉陷监测中的相关问题分析这3个方面入手,围绕基于D-InSAR技术的煤矿沉陷监测这一中心问题展开了较为详细的分析与阐述,并据此论证了D-InSAR技术的引入与应用在进一步提高煤矿沉陷监测工作质量与工作效率的过程中所起到的重要作用与意义。     

融合概率积分模型与D-InSAR的开采沉陷预计

矿区地表植被多,开采沉陷速度快、量值大,所产生的地质灾害较一般性的地表沉陷严重,极易使得2景SAR影像失去相干性,造成解缠错误。针对矿区SAR影像相干性较低、下沉盆地中央相位值易丢失的情况,结合合成孔径雷达干涉差分技术（Differential interferometric synthetic aperture radar,D-InSAR）和基于遗传算法的概率积分模型,提出了一种矿区开采下沉盆地预计方法。以该方法利用矿区下沉盆地边缘一定数量的相干系数较高且下沉较明显的D-InSAR监测值和下沉盆地中央最大下沉点与拐点附近的少量观测值对某矿II3720工作面进行试验,首先利用概率积分模型反演概率积分法预计参数并采用遗传算法进行多次优化,然后利用得到的参数对该工作面下沉盆地进行模拟预计,结果表明：通过该方法得出的下沉盆地参数及下沉值与实测值较接近,有助于弥补由于矿区SAR影像干涉效果不佳而导致的预计精度不高的不足,通过少量的观测数据可较为有效地预计矿区下沉盆地,对于提高矿山开采沉陷监测与预计的精度有一定的参考价值。     

外部参考DEM对矿区沉降监测结果的精度评估

合成孔径雷达差分干涉测量技术在矿区沉降监测领域发挥着巨大作用,针对DEM种类的多样化,地形相位分量初始化精度对地面沉降信息提取的影响程度的问题,文中采用不同DEM(ASTER GDEM V2和SRTM)数据对矿区沉降监测进行精度评估,验证了双轨D-InSAR对矿区进行沉降监测的可靠性,实验结果表明:不同DEM数据得到的沉降结果存在差异性,总体结果相当;两种DEM数据对矿区的沉降监测结果和传统水准测量监测结果基本一致,都表现为沉降中心向两侧边缘逐渐减小的趋势,呈明显“漏斗”状。     

雷达干涉测量技术在矿区形变监测中的应用研究

相对于传统监测方法,运用合成孔径雷达干涉测量技术及其差分技术(D-InSAR)进行地面微位移监测的方法,是近年来发展起来并得到日益重视的新方法.为此,论述了D-InSAR技术的基本原理,结合三轨法阐述了利用该技术提取矿区地表沉陷数据的过程并对结果进行分析;最后展望了D-InSAR的下一个版本多时相差分监测技术,此技术弥补了D-InSAR技术的不足且在遥感监测中有着无法替代的优势,应用前景广阔.     

Mining subsidence monitoring using the method of combining InSAR and GPS technology

Attempted to conduct a dynamic monitoring research on coal mining subsidence in western mining areas by using the method of combining D-InSAR and GPS technology. The observation points were installed on the main section and the three-dimensional coordinates of the points were measured by using the method of dynamic differential GPS. Meanwhile, the radar images of this subsidence area were processed by using the method of interferometry with daris software, and the interferogram of the subsidence area was obtained. Through this study, the GPS monitoring data and the InSAR deformation data were integrated and the dynamic subsidence contours of the experimental area were obtained. GPS/InSAR fusion technology provides a new technological means for large-scale dynamic monitoring of coal mining subsidence in western mountainous mining areas and shows good application prospects in coal mining subsidence monitoring and disaster warning.