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。     

基于 SBAS-InSAR 技术的关闭矿井地表多维形变时空监测与分析方法

矿井关闭后,煤岩体在应力、地下水等多种因素的作用下发生风化劣化、强度降低,将改变废弃采空区 内破裂岩体的应力和承载能力,可能导致采空区地表发生二次形变或多次形变。 为探明矿井关闭后的地表形变规 律,以徐州东部矿区为例,基于 SBAS-InSAR 技术,提出了关闭矿井地表形变时空监测与分析方法。 利用 2015 年 7 月 6 日—2021 年 11 月 19 日的 171 景 Sentinel-1A SAR 数据,监测并分析了徐州东部矿区闭矿后 6 a 内的地表多维变形时 空演化规律。 研究表明:关闭矿区内地表最大沉降速率为-33 mm / a,累计最大沉降量为-219 mm;最大抬升速率为 36 mm / a,累计最大抬升量为 233 mm。 同时发现地表最大倾斜与曲率值分别达到 3. 6 mm / m 和-0. 19 mm / m2,已经超过 了建筑物允许变形值,需要对其进行加固和保持持续监测;此外还发现权台矿地表以抬升为主,抬升面积 6 a 内增加 了 9. 81 km2,旗山矿在闭矿后出现先下沉后抬升的过程,整体表现为抬升,面积由 8. 44 km2 上升至 15. 27 km2,其余 4 个矿区以沉降为主。     

郓城矿区地表形变时空演变DS-InSAR监测

郓城地区煤炭储量丰富,地下煤矿的大量开采导致地面出现不同程度的沉降,为了更好地掌握郓城矿区地表形变的时空演变特征,利用融合分布式目标的时序差分干涉测量(DSInSAR)技术和2018年1月至2019年11月期间获取55景Sentinel-1A雷达影像对郓城矿区进行了地表形变监测。结果表明:DS-InSAR技术能有效地提取到分布在裸地和稀疏低矮植被区的分布式目标,可显著提升矿区监测点数量且其分布更加均匀,能够更加全面地反映了郓城矿区地表形变空间分布;形变分布图显示郓城矿区内李楼、郭屯煤矿形变量级较大,年最大沉降量可达100 mm,彭庄、赵楼煤矿地表形变较小,且不同年份沉降中心差异主要与郓城矿区地下开采活动变化密切相关。     

五龙沟矿区时序InSAR地表形变监测

矿区资源开采引发的环境地质问题日益突出,地表形变监测可对矿业开采沉降进行有效预估,最大限度地降低地表沉降带来的损失.五龙沟矿区作为青海省重要的矿产地之一,对其进行形变监测具有重要意义.传统D-InSAR技术易受时空去相干和大气相位延迟限制,导致形变监测失效,而SBAS-InSAR技术则能突破上述限制条件,获得毫米级的地...     

利用时序SAR影像集监测开采沉陷的试验研究

研究了一种利用时序合成孔径雷达(SAR)影像集监测矿区开采沉陷的新方法。详细分析了参考影像的选取、差分干涉图的获取、相干点目标的选取、沉降模型的建立与解算及非线性形变率的分离等处理步骤。以江苏某矿的条带开采区域作为研究对象,对12景1995-1998年获取的ERS1/ERS2影像进行了处理,初步获取了该矿3 a年间的地表沉降平均速率。     

D-InSAR监测煤矿区采动地表移动变形规律研究

煤炭开采引起的地表沉陷灾害对矿区资源和生态环境造成了严重的破坏,为了研究其采动地表移动变形规律,论文以荆各庄矿为实验区,采用2004年11月至2006年3月的7景ENVISAT ASAR影像,利用两轨差分D-InSAR方法提取了研究区的动态下沉曲线和下沉速度等值线,分析了荆各庄矿区的采动地表移动变形情况。研究表明:荆各庄矿区在20041121-20050410时段累积最大沉陷量为60 mm,沉降速率最大值为20050130-20050306时段的1.68 mm/d,该时段沉陷形变处于危险形变阶段。该结果为指导矿区建筑物、铁路等基础设施建设和防灾减灾工作提供了数据支持,具有一定的参考价值。     

基于DS-InSAR的尾矿库变形监测与分析——以巴西Brumadinho矿为例

尾矿库是一种人造高重力势能的危险源,一旦发生溃坝将会严重污染环境,并威胁下游居民的生命财产安全。然而,现有的尾矿库形变监测方法存在费时、费力、成本高等问题,为此,提出了一种基于分布式目标干涉雷达测量(DS-InSAR)的尾矿库形变信息提取方法,有助于实现尾矿库的高效率、高精度形变监测。该方法利用基于参数假设检验的Fa SHPS (Fast SHP Selection)方法选取同质像元,通过相干矩阵的特征值分解提取主导散射体相位以实现相位优化,进而联合永久散射体(PS)获取尾矿库的时序变形信息。以23幅Sentinel-1B影像为数据源,利用该方法获取了巴西Brumadinho尾矿库时间序列地表形变信息。结果表明:该方法获取的尾矿库监测点密度是PS-InSAR的2.2倍,两者获取的形变速率具有较强的相关性,并且,尾矿库的形变都呈现出由坝顶中部向外扩散的趋势。将降雨量与形变量进行关联分析表明,降雨对尾矿库的变形影响显著,总体上表现为旱季形变量较少、雨季则相反的态势。     

基于DInSAR技术的矿区地表三维形变监测

针对单轨道DIn SAR(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术仅能获取雷达视线向(Line of sight,Lo S)形变的缺点。详细介绍了一种基于ASAR和PALSAR影像来监测矿区地表三维形变的方法。应用该方法成功获取了因煤矿开采引起的地表水平及竖向形变,获取了沿观测线方向的地表倾斜,与实测相比最大倾斜差值为0.06 mm/m,竖向变形的均方根误差为±1 mm,证明了本文算法的可靠性。     

矿区全尺度梯度地表形变监测的LEV-InSAR模型

针对合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术无法准确提取矿区大梯度地表形变信息这一问题,提出了一种融合水准数据的D-InSAR矿区全尺度梯度地表形变监测方法(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar Method Based on Leveling Data Fusion,LEV-InSAR),并以山西省长治市霍尔辛赫矿区3501工作面作为试验区域,以9景哨兵1号影像和部分同时期水准数据作为研究数据,采用LEV-InSAR模型对该区的地表形变进行了监测。试验结果表明:LEV-InSAR模型监测结果与观测线水准实测结果基本吻合,累计下沉误差最大为41 mm,其倾向线和走向线水准观测点均方根误差分别为10.2 mm和14.9 mm,平均相对误差分别为14.4%和26.6%。LEV-InSAR模型在一定程度上恢复了研究区内大梯度形变区域的形变量,实现了矿区全尺度梯度地表形变监测,验证了该监测方法的可行性和适用性。     

基于时序DInSAR的矿区地表沉降监测

为了获取长时间序列的矿区形变情况,利用13景Radar SAT-2影像数据,基于时序累积DIn SAR技术监测矿区开采沉陷,分析矿区地表动态沉降过程,提取下沉值并与水准实测数据进行对比。结果表明,该方法监测的下沉区域和范围与实际相符,其监测结果可靠,标准差为2.3 cm,为实现长时间序列、大范围的形变监测提供了技术手段。     

基于VRS技术的煤矿地表变形监测实践研究

随着采深的增大,晋华宫矿开采过程产生严重的地表沉降问题,对该矿地面建构及设施造成了安全隐患。该矿选择采用虚拟参考站技术(VRS技术)来对地表沉降进行测量监测。监测结果表明,VRS技术具有更好的准确性和科学性,在监测过程中表现出测量范围广、工作效率高、工作量小的特点,可以对该矿地表沉降问题进行有效监测。     

基于SBAS-INSAR技术的城郊煤矿矿山地表形变监测研究

煤矿区地表形变的动态监测是矿山环境恢复与综合治理的重要方面.为了解决目前传统测量技术手段无法大面积准确获取矿山地表形变信息的问题,文章介绍了一种时间序列分析方法——SBAS-INSAR技术,并选用克里金插值法对水准测量数据和SBAS-INSAR技术监测结果进行精度验证与评价.并在此基础上依托北斗卫星连续运行参考站监测系...     

张双楼煤矿煤炭氧化自燃实验与分析

为了找出张双楼煤矿预测预报煤层自燃的可靠指标,通过对该矿烟煤的升温氧化试验,全面地分析了烟煤氧化的气体成分变化规律,得出烟煤氧化存在五级氧化过程。张双楼煤矿预测预报煤炭自燃应采用以CO为主、C2H6和C2H4为辅的标准气体指标。     

张双楼煤矿深部开采优化设计思考

介绍了张双楼煤矿为适应矿井地质条件的变化,对矿井原改扩建初步设计进行了优化调整,从技术和经济诸方面综合分析,打破常规,省去原设计中-750 m西大巷,节省投资6 700余万元。     

基于GPS的矿井井架变形监测

基于动态GPS定位技术,对井架进行实时变形监测.在分析传统监测方法的基础上,介绍了GPS动态定位的相关数据处理.通过对实际高频GPS井架监测数据的处理,结果表明,采用精度可达毫米级的GPS动态定位技术可以替代传统方法,在各种复杂条件下对井架进行实时监测,为井架应力分析和故障评价提供充分的实用信息.     

六道湾煤矿矿区地表变形成因分析

根据新疆六道湾煤矿西翼采空区地表变形的实地调查资料,总结了地表裂变形的特征和发育规律。采用数值模拟分析方法研究了急倾斜煤层开采后地面沉陷规律,其结论对分析地表变形的形成机理提供了理论上的保障和依据。     

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。     

采空区变形监测数据分析研究

针对煤矿采空区变形数据处理,基于灰色系统理论的GM(1,1)模型对某采空区沉降变形监测数据做了分析,采用三次线性拟合进行了结果对比,给出了对比数值表和对比曲线图,并对分析结果作了评价,提出采用GM(1,1)模型与三次线性拟合互检核的方式进行采空区变形分析.