基于InSAR监测采煤沉陷区形变特征

采用时序InSAR技术对某煤矿2个采煤工作面导致的地面塌陷进行了形变监测,利用干涉效果较好的开挖公路区域实现对采煤塌陷区较好的监测效果。采用2016年6月～12月期间共计8景RADARSAT-2数据,利用小基线集技术处理得出采煤沉陷区地表形变速率及时序累积形变结果,通过与采煤工作面的时间空间分布情况对比,研究得出时序InSAR对采煤塌陷具有较好的指示作用,InSAR监测采煤沉陷区变形结果与采空区的范围对应良好。     

基于城市沉降的技术探讨与对比验证

地面沉降是指地表因各种原因而产生高程下降的地质现象,目前,我国多个城市遭受着地面沉降灾害。文中利用InSAR技术对HZ市进行地表形变监测,获取了HZ市近4年内的的形变成果,利用SBAS-InSAR技术,合计1472d的ALOS卫星PALSAR传感器的存档数据对HZ市地面形变进行了监测,对沉降量进行了分析和沉降面积的统计,完成了对于HZ市地面形变定量分析。验证了InSAR监测结果的可靠性二者具有较好的一致性。     

基于DS-InSAR的张双楼煤矿长时序地表形变监测方法

针对合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术在矿区受失相干影响严重,导致测点密度低 、下沉盆地信息 不全等问题,以沛北矿区张双楼煤矿为研究对象,提出了一种基于分布式目标 InSAR（DS- InSAR）的矿区长时序地 表形变监测方法,通过处理 2007 年 2 月—2011 年 3 月的 13 景 ALOS 影像获取了该矿地 表高密度的时序形变。基于 置信区间估计的参数假设检验方法选取像元的同质点,充分考虑了研究区域内多种散射机制的 分布式散射模型相 位的特征,采用特征值分解方法提取主导散射体对应的相位值,分离出去相干噪声来优化相位 。结果表明：研究时 段内,该矿存在 3 处下沉盆地,其地表下沉时空分布与地下煤炭开采活动高度相关,视线向 最大累计沉降超过 700 mm。与传统 SBAS 监测结果对比发现,该方法选点密度是后者的 3.5 倍,两者相同点位形变 量的相关系数为 0.97, 验证了方法的可靠性。所提方法有助于实现对矿区非接触、大范围、长时序的动态监测。     

GPS与InSAR结合技术在滑坡监测中的应用

合成孔径雷达干涉测量技术(1nSAR)应用于地面形变监测已经成为地质灾害研究热点。文中分析了InSAR技术在滑坡变形监测中的特点与技术优势,监测中GPS与InSAR的结合能够同时提高监测在空间域与时间域的分辨率;叙述了GPS与InSAR结合技术的理论与方法,说明利用干涉雷达结合GPS技术对滑坡进行监测是可行的,具有十分广阔的应用前景。     

基于时序InSAR的小龙潭矿区地表形变监测预警

采用基于时序InSAR(合成孔径雷达干涉测量)的卫星遥感技术,对小龙潭矿区进行"全覆盖"式的地表形变监测,通过长时段的周期性监测获取地表形变的空间分布、时间序列曲线,结合生产进度、当地天气状况等因素进行边坡滑移的潜在风险分析,从而对可能的滑坡进行研判及预警。实践表明时序InSAR在矿山边坡监测及滑坡预警等方面效果明显,扩展了边坡全面监测与预警预报手段。     

顾及相位误差改正的InSAR形变监测研究

利用InSAR监测地表形变时,大气延迟、轨道趋势等相位误差是限制其精度的关键。文中给出了InSAR相位误差改正方法,并以西安地区的差分干涉测量为例,验证了方法的有效性。试验结果显示:InSAR形变结果与GPS的差异的均方根由改正前的24.4 mm/a降至改正后的10.8 mm/a,干涉测量精度提高了约56%。     

基于DS-InSAR的西部矿区地表时序沉降监测与分析

针对常规时序合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar ,InSAR）技术在西部矿区受高原堆积型沙丘地貌的影响难以获取足够数量的监测点,无法完整提取矿区地表形变信息的问题,以西部矿区内蒙古石拉乌素煤矿为例,基于覆盖研究区域的52景Sentinel 1A数据,利用一种针对西部矿区高原堆积型沙丘地貌的基于分布式目标InSAR（Distributed Target InSAR ,DS InSAR）的时序地表形变监测方法,获取了2016—2018年研究区域采动引起的地表形变时空分布信息。研究结果表明：在监测时段内矿区地表出现了2处明显的下沉盆地,盆地内垂直方向最大累计沉降超过400 mm;与常规时序InSAR方法相比,该方法可在研究区域内获取更多数量空间分布均匀的监测点,从而更加准确地提取研究区域的面状地表形变信息。与水准实测数据对比结果显示,二者相关系数为0.97,二者间绝对误差较小且误差整体分布合理,表明该方法具有较高的可靠性,能够很好地应用于西部矿区高原堆积型沙丘地貌特征下非充分采动时的地表形变监测。     

适用于露天矿时序形变监测的优化DS-InSAR 技术

露天矿形变监测对矿区安全开采具有重要意义。 针对常规监测手段存在的效率低、成本高、难以获取 某一地区内露天矿区大范围、长时序的地表形变特征的问题,提出了一种采用复相干矩阵分解法进行相位优化的优 化分布式目标 InSAR(Distributed Target Interferometric Synthetic Aperture Radar,DS-InSAR)时序地表形变监测方法。 该 方法在通过快速同质点识别算法 FaSHPS(Fast Statistically Homogeneous Pixels Selection,FaSHPS)提取同质像元的基础 上,采用复相干矩阵特征值分解法实现相位优化,融合永久散射体( Persistent Scatterers,PS)获取时序地表形变信息。 利用 50 景 Sentinel-1A SAR 影像,获取了 2020 年 1 月—2021 年 8 月辽宁省鞍山地区齐大山矿、大孤山矿、鞍千矿 3 个 矿区的时序地表形变特征。 结果表明:监测时段内大孤山矿、齐大山矿与鞍千矿共存在 5 处形变区,最大累积形变量 为-493. 43 mm,各形变区时序形变特征与露天矿开采活动高度相关;与常规时序 InSAR 技术相比,该技术有效提高了 获取的同质像元密度及可靠性,获取的监测点数量是后者的 1. 253 倍,点位空间分布更为均匀,获取的形变场更加完 整;两者相同点位形变量监测结果的相关系数为 0. 855 6,证明所采用的 DS-InSAR 技术可靠性较高,能够较好地实现 对露天矿区高精度、大范围、长时序的地表形变监测。     

一种适用于开采沉陷的InSAR最大可检测形变梯度函数模型

由于时空失相干、大气延迟等因素的影响,InSAR技术的检测能力受限,无法保证任意矿区监测结果的有效性。若检测能力未知,使用InSAR技术将极易造成人力、物力资源的浪费。为有效判断InSAR技术是否适用于矿区地表形变区域探测,提出了一种适用于开采沉陷的InSAR最大可检测形变梯度(Maximum Detectable Deformation Gradient,MDDG)函数模型。首先通过分析地质采矿因素对开采沉陷的影响,选取矿区开采深厚比和下沉系数两个参数作为模型参数;然后基于不同分辨率、不同波长和不同入射角的SAR影像数据,采用数值模拟和回归分析方法,建立了水平煤层开采条件下的InSAR最大可检测形变梯度函数模型。为验证模型的可靠性,采用陕西大柳塔矿区2012年11月21日—2013年4月2日的13景TerraSAR卫星数据进行模型验证试验。研究表明:InSAR在该矿区的最大可检测梯度为0.008 56,相邻控制点间能够检测的形变量不超过0.171 2 m,采用地表观测站GPS数据作为参考形变值验证了上述结论;与现有模型对比,该模型检测精度更高,细化检测性能更为突出,且无需提前获取SAR影像,可为促进InSAR技术应用于矿区开采沉陷监测提供参考。     

基于SAR技术的开采沉陷全盆地分区形变提取方法北大核心

针对合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)和偏移跟踪(Offset-Tracking,OT)技术在沉陷盆地边缘小形变和中心大形变交汇区域适用性低的问题,提出1种融合累积DInSAR和自适应OT的开采沉陷全盆地分区形变提取方法;该方法以相干系数和地表形变梯度为阈值,将矿区开采沉陷盆地划分为3种不同形变量级区域。以大柳塔煤矿52303工作面开采沉陷盆地为研究对象,结合同期现场实测数据对比验证,采用融合方法得到的中等量级形变监测结果均方根误差(RMSE)小于0.05 m,研究区地表完整形变RMSE小于0.11 m。融合方法为实现矿区开采沉陷盆地进行精细监测提供1种新的路径。