【摘 要】
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一直以来,采矿引起的地表沉降已成为一种常见的地质灾害,严重影响着附近居民生活和生态环境的变化。矿产资源又是经济发展必不可少的原材料,因此制定合理的开采方案,将损失降为最低,越来越受到社会关注。针对传统测量方法的时空分辨率低、成本大,耗费大量人力物力,监测点不易保存等缺点,迫切需要一种新的测量方法来更换。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术以其高时空分辨率、低成本、不受气候影响、全天时观测等优势逐
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一直以来,采矿引起的地表沉降已成为一种常见的地质灾害,严重影响着附近居民生活和生态环境的变化。矿产资源又是经济发展必不可少的原材料,因此制定合理的开采方案,将损失降为最低,越来越受到社会关注。针对传统测量方法的时空分辨率低、成本大,耗费大量人力物力,监测点不易保存等缺点,迫切需要一种新的测量方法来更换。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术以其高时空分辨率、低成本、不受气候影响、全天时观测等优势逐步脱颖而出,并且其监测精度可以达到厘米级甚至毫米级,在监测微小形变方面具有重要意义。尽管合成孔径雷达差分干涉技术(D-InSAR)得到的形变量是沿着雷达视线方向(LOS向)的,但仍然可以反映开采过程中的地表变化规律。本文主要依靠D-InSAR技术监测矿区的地表形变,得到LOS向沉降场,结合概率积分公式,分析矿区LOS向形变量与真实三维变形之间的关系,获取矿区垂直方向的沉降量。考虑到D-InSAR技术在矿区中心存在大梯度变形问题,采用Knothe函数预计对应时间段内的下沉值进行填充;综合二者优势,采用反距离权重法融合上述两种数据。其主要研究内容如下:(1)因为D-InSAR技术获取的形变量无法真实反映矿区地表的三维变形,在分析研究单视线向D-InSAR技术提取矿区三维变形的可行性的基础上,由矿山开采的概率积分预计公式,可以得到某点的水平移动、倾斜与下沉值之间的关系,将其代入到LOS向投影方程,可实现单视线向D-InSAR技术提取三维变形的方法,其可行性和精度用模拟实验加以验证。(2)为使沉降规律符合实际的情况,动态预计公式中引入三参数的Knothe时间函数,分析研究了地下开采过程中,沉陷盆地走向线和任意点在任意时间的预计公式。为D-InSAR技术监测矿区中心大梯度变形提供研究思路,并以淮南顾桥南矿1613(1)工作面实测数据为例进行精度验证。(3)为了结合D-InSAR技术和Knothe函数预计方法两者的优势,本文提出融合D-InSAR数据与Knothe函数预计数据的方法。采用反距离权重法融合公共区域的两种数据,而对SAR图像假值处的像元值采用填充的方法,并以顾桥南矿1613(1)工作面实测数据为例,验证算法的可行性。图[26]表[6]参[68]
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