矿产等资源的大规模开采,满足国家经济建设需要,为社会带来巨大经济效益的同时,也会引起矿区各种地质灾害的发生,造成矿区生态环境的破坏,反过来阻碍了社会和经济的发展。对矿区地表形变进行全面的周期动态监测,获取地表开采沉陷、边坡位移等形变的动态演化过程,掌握其发生发展规律,能够为矿区安全开采以及环境破坏区域综合治理提供科学依据。目前,具有全天候、全天时、高精度和大覆盖面等优势的合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)测量技术已广泛应用于矿山开采沉陷监测及矿山开采区域的大范围探测,并取得了一系列的研究成果。尽管如此,国内部分矿区沉陷区存在形变量级大、时间上非线性、空间上不连续,以及覆盖范围小等特点[51],基于相位的各类InSAR技术面临着诸多难题,最主要的是无法突破可监测形变梯度的难关,难以准确获取沉陷中心大部分区域的形变量。偏移量跟踪技术的提出,解决了形变梯度的问题,但是监测精度受到限制,且目前应用于矿山开采沉陷监测的偏移量跟踪技术的精度还没有得实测数据的验证。另一方面大范围煤矿开采区域的探测主要针对井工煤矿,或者说探测时并未将井工煤矿和露天煤矿加以区分,两种开采方式引发的地质灾害类型并不完全一样。针对上述问题,本文做了一些探索性的研究:应用SAR的多种信息,扩展SAR技术在矿山开采方面的应用范围。一方面综合利用SAR影像强度及相位信息,将针对井工开采矿区大范围探测发展到对露天煤矿的探测。另一方面,在解决煤矿大量级形变监测问题时,对强度偏移量跟踪技术的精度进行模拟实验及实测数据验证,并对其在矿山开采沉陷监测方面进行适用性分析;探索性地提出基于CR识别的偏移量技术监测方法,使得SAR技术直接获取的观测量更为准确,为后续与矿山开采沉陷理论结合提供更为准确、全面的观测信息;同时,扩展了SAR技术监测方法,为SAR技术在其它领域的应用提供参考。对此本文取得的研究成果如下:1、首次利用SAR影像强度进行露天煤矿开采区域的探测与定位;具体分析InSAR相干系数图用于煤矿开采区域定位的原理;利用SAR影像相位信息、强度信息以及相干信息对陕蒙交界处鄂尔多斯煤田部分地区的煤矿开采进行了探测及定位。经过试验验证后,基本可得到如下结论:(1)SAR强度变化检测探测露天煤矿开采区域是有效性,且具有普适性;(2)相干性系数图可用作煤矿开采区域探测的补充,大气、配准、基线等各类误差影响较小时,实用性有所提高;(3)三种技术的结合可以更好进行大范围煤矿开采区域的探测定位,可进一步对多种技术方法的探测结果进行对比分析,科学的加以剔除和分类。2、通过基于煤矿开采沉陷概率积分预计模型设计了比较严密的模拟实验,对实验结果分析得到如下结论:(1)基于相位D-InSAR技术在形变量级较小时能够取得较高的监测精度,且明显优于其他三种方法;但随着形变量级的增大,其监测精度急剧下降,并丢失了形变区域大多数信息;(2)强度偏移量跟踪技术能够突破基于相位的D-InSAR技术对形变梯度的限制,获得较大的形变量,但整体精度较低,其精度基本随着形变梯度的增加而降低;(3)叠加CR的强度偏移量跟踪技术能在一定程度上提高监测精度;(4)基于CR点识别理论的偏移量算法精度经试验验证均方根误差可达到3cm、均值在1cm之内,能够满足矿山开采沉陷监测的需要。3、分别采用基于相位的小基线集技术(SBAS)技术、D-InSAR干涉相位叠加技术、干涉点目标分析技术(IPTA)以及基于强度的时序偏移量跟踪技术、基于CR点识别偏移量技术对覆盖实验区域的7景TerraSAR数据进行处理以获得开采沉陷形变场,通过面、剖线以及与GPS点监测结果对比分析,进一步通过实例表明基于相位的InSAR技术的缺陷,基于SAR强度的偏移量跟踪技术的优势,基于CR识别技术的强度偏移量监测的高精度,与模拟实验结论基本一致。