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地下煤炭开采导致地表沉陷问题日益突出,对人身安全和设施稳定性构成严重威胁。因此,有必要对矿区地表沉陷进行持续、全面的监测以及预测预警。水准、GPS测量等方法,虽然精度较高,但是存在工作量大、效率低、观测点稀疏等问题,难以详细刻画地表沉陷的时间演化和空间分布特征。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术具有广覆盖、高分辨率、全天候、非接触等优点,成为目前常用的地表沉陷监测技术手段之一。尤其是基于相干目标(如永久散射体PS、分布式散射体DS等)的时序InSAR,能够以mm级的精度进行形变监测。最新发射的哨兵1号卫星能够以6天的重访周期实现快速的重复测量,为研究煤矿开采导致的地表沉陷规律提供了研究条件。本文基于哨兵1A卫星影像,以红庆河煤矿为研究对象,研究地表沉陷的时序InSAR监测方法以及时空演化规律,主要内容如下:(1)优化了哨兵1A号卫星影像的配准方法。哨兵1A卫星独特的成像方式使得影像的配准难度加大,需要在几何配准的基础上采用增强谱分集才能满足其配准精度。常规的增强谱分集处理过程是采用末端多视,理论上相干性小于0.2时,增强谱分集难以获取满足配准精度的干涉图。本文对增强谱分集处理流程进行了优化,采用提前多视处理,进一步提高配准精度和可靠性,确保影像的配准精度达到要求,通过模拟实验证明了改进后的处理流程具有一定优势,且编程实现该了算法,并成功应用红庆河煤矿的地表沉陷监测。(2)介绍了DS-InSAR的处理流程,详细阐述了DSC识别等关键步骤;对比分析了PS-InSAR和DS-InSAR的形变监测能力以及优缺点,利用哨兵1A数据和TanDEM,采用PSInSAR和DSInSAR技术分别提取出了红庆河煤矿2017-2018年间的地表沉陷信息,发现地面沉降面积约为32.3km~2,并结合开采进度对地表沉陷的时间演化和空间分布进行了分析,阐明了煤矿开采是导致地面沉降的主要原因。此外,相比于PS-InSAR,DS-InSAR更适合于该区域。(3)开展了地表沉陷预测研究。在煤矿开采地表移动变形理论的基础上,以主断面为研究对象,利用支持向量回归(SVR)模型建立了沉陷预计函数。根据DS-InSAR提取的时序沉陷值,采用粒子群(PSO)算法解算出了相关参数,初步实现了地表沉陷的预测。