L波段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(differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR)是目前矿区地面沉降监测的常用技术之一,阐述与分析了基于GAMMA的双轨D-InSAR技术的数据处理流程及其关键技术,对三景L波段的ALOS PALSAR雷达影像进行处理,得到兖州矿区地面沉降图。借助Arcgis、ENVI等对研究区2007-12-02—2008-02-06、2008-02-06—2008-03-23的沉降进行详细对比分析,得到其沉降分布图、东滩矿区地面沉降图、剖面图、部分特征点的沉降情况等。研究结果表明,利用L波段双轨D-InSAR技术可以对矿区的地面沉降位置、分布、沉降量等信息进行直观、详细地对比分析和重现,为DInSAR技术监测矿区地面沉降的应用与分析提供新的思路。     

基于D-InSAR的大通煤矿地表形变监测应用研究

本文以大通煤矿地表形变监测为依托,利用雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术,获得2013-10至2014-04连续五期的SAR影像监测图,在6个月间隔里出现了2处沉降漏斗区域,并且沉降漏斗区域与矿区分布一致,并与GPS形变监测相互对比,发现两种监测方法结果相互符合,说明D-InSAR能够有效监测矿区地表形变。     

利用D_InSAR技术对淮南矿区地面沉降动态监测

煤炭的大规模开采和利用为我国各行各业带来了巨大利益的同时,在一定程度上也给矿区的生态环境和人们的生产生活带来了损害。经济有效的对采煤塌陷区的地面沉降进行精确有效的动态监测是目前研究的一个热门问题。本文利用D_InSAR这种新兴的空间对地观测技术应用在淮南矿区进行动态监测。文章中选用2006年11月到2007年3月五个月份的淮南矿区ENVISAT卫星数据,利用Doris做出的差分干涉图和沉降图在GIS上叠加的结果。结果表明淮南的沉降范围和沉降量随着采煤活动的继续存在不同程度的增加,与实际情况相符合,说明D_InSAR技术可以对淮南矿区地表缓慢形变进行动态监测。     

基于Sentinel-1A卫星数据的郑州地面沉降监测

随着城市化进程的加速发展,持续超量开采地下水而引发的地面沉降问题已经引起人们广泛关注。以郑州市城区为研究区域,选取2017年3月～2019年12月的Sentinel-1A数据,基于PS-InSAR,SBAS-InSAR技术获取了郑州市城区的地面沉降形变速率,并将两种技术获得的结果作了对比分析。结果表明:PS-InSAR与SBAS-InSAR获得的结果具有很高的一致性;研究区大部分区域形变速率为-10 mm/年～10 mm/年,最大沉降速率分别为-36 mm/年和-41 mm/年,中部有逐渐抬升的趋势,存在2个较明显沉降区域,分别位于研究区北部和东部。     

基于D-InSAR的矿区沉降监测

在简单介绍D-InSAR形变监测原理的基础上,分析了影响差分干涉结果精度的误差源,并给出了可能的消除办法。最后以陕北神木县大柳塔矿区为例,利用D-InSAR技术获取了该矿区的地表沉降,结果表明,D-InSAR技术可以有效地提供矿区沉降的最新信息,用于指导矿区生产和整体规划。     

小基线集技术监测矿区地表沉降分析

本文收集了7景江西省丰城市某煤矿的日本L波段PALSAR卫星雷达数据,采用雷达干涉测量技术中的小基线集(SBAS)方法监测该煤矿的地表沉降。处理过程中选择空间基线小于700m的短基线干涉像对生成矿区差分干涉图,高相干点目标的选择以平均相干系数大于且等于0.3的像元为对象,通过高相干点采用奇异值分解法对相位形变序列解算,得到该煤矿不同时间段的沉降量,从而反映该矿区的地表沉降演变情况。通过实验结果得出:SBAS技术克服了传统D-InSAR技术失相干的问题,能够获取矿区地表在时间维上的连续形变场,显示矿区开采沉陷不同时间段的地表沉降特征,提高监测结果的精度和可靠性。     

淮北城镇地下水开采地面沉降InSAR监测研究

长期超量开采地下水是打破地下水循环平衡,导致地下水位快速下降,引发地面沉降灾害的重要因素。本文以淮北平原地区的临泉县为研究对象,采用SBAS-InSAR技术监测该地区2018年1月20日至2019年12月29日期间的地面沉降,获取了该地区空间连续的地面沉降场,分析了地下水开采对地面沉降时空特征分布的影响,研究了地面沉降与地下水之间的相关性。结果表明,监测期间临泉县城区各区域均发生了不同程度的地面沉降,最大沉降速率达56mm/yr,最大累计沉降量超过110mm。对该区域的研究分析发现,在沉降严重的区域周围有大量采水井分布,而无采水井分布的区域沉降情况则相对轻微,表明该地区地面沉降受地下水开采的影响较为显著。研究区域内的形变分布特征与影响因素分析可为地下水的合理开采与利用提供参考信息。     

基于时序InSAR技术的地表形变监测技术研究

InSAR技术能够全天时、全天候、大范围获取地表高精度形变信息,可为地面沉降监测提供技术支持.某铁路隧道周边为煤矿采空区,已有资料表明该区域地表每年均有沉降,为了获取该区域沉降变形情况,本文利用研究区存档39景Sentinel-1降轨数据,采用SBAS-InSAR技术获取隧道周边地表变形速率图,提取了地表变形发展过程....     

基于GPS与D-InSAR融合技术的矿区沉降监测

采用GPS与D-InSAR融合技术进行地面形变监测具有重要的研究意义。本文在较系统地分析GPS与D-In-SAR的技术特点与互补性以及矿区开采沉陷特点的基础上,探讨了GPS与D-InSAR技术融合的理论和方法,特别是利用GPS与InSAR数据融合建立大气延迟改正模型的方法和改善InSAR相位解缠算法。最后分析了利用GP...     

基于多源SAR数据的京津高铁北京段垂向形变监测

基于2010—2016年X波段TERRASAR-X影像和2010—2014年C波段RADARSAT-2影像,利用PS-InSAR算法联合反演了京津高铁北京段沿线的地表垂向形变速率;选择距离水准点最近的PS点与水准点监测结果进行比较分析,发现相比单一平台反演结果,联合解算结果与水准点监测的平均沉降速率更为接近,平均误差为2.5mm/a,远低于TERRASAR-X数据反演的20.0mm/a和RADASAT-2数据的10.6mm/a,说明联合解算的垂向形变能够更加真实地反映地面沉降特征。根据垂向形变对京津高铁北京段沿线地表形变进行剖面分析和坡度分析,结果显示目前高铁沿线形变仍在安全运行允许形变范围之内。     

软岩地层深部开采地表下沉分析

针对软岩地层深部地下大面积开采岩体移动变形预测问题,利用弹塑性力学理论建立了相应的预测分析理论模型。用所建立的弹性理论模型对某铁矿地表移动变形进行了计算分析,并将理论预测结果和实测资料进行了对比。文中用弹塑性有限元法分析了不同弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角等物理力学参数对地表下沉的影响;对软岩地层深部开采地表移动进行了计算分析。结果表明,弹性模量对地表下沉影响较大,而其他参数影响较小。结果表明,弹塑性力学方法适用于分析软岩地层大面积开挖岩体移动预测问题。     

现代遥感技术在矿区地表沉降中的应用

采用D-InSAR技术获取了徐州矿区某井的地表沉降数据,通过对不同时期监测结果的对比,证明了D-InSAR结果的正确性,该结果对城市及矿区地表沉降监测具有一定的借鉴意义。     

离石矿区开采沉陷规律及开采沉陷治理研究

通过对矿区地质条件及地形地貌的综述,研究了矿区地表移动观测站布置、地表移动与变形动态分布特征以及地表移动规律,结果表明：该区地表沉陷规律基本符合山区地表移动规律。     

采动区地基、条形基础与框架结构共同作用机理研究

本文综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论,建立了采动区地基–条形基础–框架结构共同作用力学模型。该力学模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响以及框架结构建筑物的基础和建筑物的长度等影响因素,从理论上分析了采动过程中上部结构变形、内力等变化规律及主要因素的影响规律,推导出计算采动区建筑物移动变形和各种附加内力的计算公式,通过计算实例进行了验证,为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论依据和计算工具。     

利用PALSAR数据提取地面沉降短基线集方法研究

短基线集DInSAR方法可以很好地克服数据相干性差的困难,本文在分析短基线集方法的基础上,对大气相位和轨道误差相位的影响进行处理得到较为精确的形变相位。采用天津实验区从2007年1月17日～2009年10月25日的17景PALSAR单视幅图像提取地面相对沉降信息,将DInSAR与水准测量数据进行融合得到外部精度为3．8mm的沉降结果,同时确定了天津地面的沉降漏斗的分布和绝对形变量。     

基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形方法研究

 为了解决D-InSAR技术不能全面监测煤矿开采引起的地表移动与变形问题,综合运用理论推导和模拟实验方法,开展基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形的方法研究,主要取得如下成果：(1) 融合近水平、缓倾斜煤层开采沉陷规律和D-InSAR技术,建立任意像元任意方向下沉、倾斜、水平移动、水平变形和曲率变形的计算模型及其推广模型。模拟实验结果表明,在模拟地质采矿条件和影像分辨率10 m条件下,任意像元移动变形模型提取精度为：① SN,EW向倾斜计算误差分别为±0.03和±0.02 mm/m;② SN,EW向水平移动计算误差分别为±1.6和±1.3 mm;③ SN,EW向水平变形计算误差分别为±0.04和±0.03 mm/m;④ SN,EW向曲率计算误差分别为±0.001和±0.001 mm/m2。模型精度满足矿山开采沉陷监测要求。(2) 利用构建的基于单视线向D-InSAR技术提取开采沉陷移动与变形方法,提取了20120105～20120116期间,南屯煤矿9310工作面开采引起的SN,EW向采动地表移动与变形。研究成果对矿山开采沉陷D-InSAR监测具有重要参考价值。     

官庄铁矿深埋破碎矿体开采岩体变形测试分析

 以大量实测资料为基础,分析官庄铁矿北区深埋破碎厚矿体开采引起的围岩变形和地表移动规律。实测结果表明,官庄铁矿北区地表下沉属于连续下沉,岩层破坏主要是缓慢型破坏。分析过程中,把几种实测分析方法和数值分析法有机结合在一起,形成岩体移动变形综合研究方法,对地下开采引起的岩体移动机制进行具体分析。分析中所采用的实测分析类方法包括蠕变试验分析、地表移动观测分析、围岩变形监测分析、原岩应力量测分析;数值分析类方法包括ANSYS和FLAC。结合官庄铁矿工程实例,通过具体测试分析,探讨深部开采岩体移动变形规律及特点,即深部开采覆岩移动变形具有均匀、整体压缩变形等特点,地表移动连续且周期较长。实践证明,所采用的综合研究方法是分析岩体移动和地表下沉机制的有效途径。     

基于GIS的沉陷区建筑物损害评价可视化分析

针对煤矿开采沉陷与地表环境资源之间日趋紧张的矛盾现状,在理论研究与现场调研的基础上,通过总结分析开采沉陷区地表变形与建筑物损害的相互关系,建立了沉陷区建筑物损害评价计算模型。基于计算模型,在GIS平台下利用ArcObjects组件开发技术,集成实现了“开采沉陷环境资源损害评价”功能模块并嵌入ArcGIS桌面系统。该系统模块能够实现煤矿沉陷区建筑物损害评价计算的自动化和可视化,同时,用户能够自主设定评价指标与评价标准的临界值,灵活应用于不同评价目标区。系统模块研制成功后,在兖州煤业股份有限公司鲍店煤矿十采区进行了工程实际应用,现场实例校核显示,评价计算结果与现场技术人员的实地测算结果基本一致。