礦區(qū)地面沉降的InSAR監(jiān)測及參數(shù)反演.pdf

1、中圖分類號U D CP 2 2 85 0 0博士學(xué)位論文學(xué)校代碼垃嬰密級 公玨礦區(qū)地面沉降的I n S A R 監(jiān)測及參數(shù)反演A n a l y s i s o f G r o u n d S u b s i d e n c e M o n i t o r i n g i nM i n i n gA r e a s U s i n g I n S A R w i t h P a r a m e t e r I n v e r s i o

2、 n作者姓名： 學(xué)科專業(yè)： 研究方向：學(xué)院( 系、所) ：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：論文答辯日期朱煜峰大地測量學(xué)與測量工程I n S A R 理論及其應(yīng)用地球科學(xué)與信息物理學(xué)院丁曉利教授李志偉教授勱f ；．∥．／ 答辯委員會主席中 南 大學(xué)二。一三年五月礦區(qū)地面沉降的I n S A R 監(jiān)測及參數(shù)反演摘要：由于自然條件的原因，煤礦開采多數(shù)是地下開采，過度的開采容易破壞當(dāng)?shù)丨h(huán)境甚至引發(fā)多種災(zāi)害，如地表塌陷、地表水倒灌等，給國家和當(dāng)?shù)厝嗣駧砭?/p>

3、大損失。然而，目前我國僅靠簡單的人工測量手段監(jiān)測礦區(qū)形變，地表植被和水系發(fā)育、山勢陡峭等地帶的地表沉降現(xiàn)象卻無法得到有效監(jiān)測，缺乏開采過程中的形變趨勢及災(zāi)害預(yù)測信息。如何實(shí)時、高效監(jiān)測煤礦開采過程中地表形變變化是防控煤礦災(zāi)害的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，也是本論文的主要研究目標(biāo)。論文重點(diǎn)圍繞I n S A R ( 合成孔徑雷達(dá)干涉測量) 技術(shù)結(jié)合位錯模型對煤礦礦區(qū)進(jìn)行監(jiān)測的方法展開研究。針對I n S A R 技術(shù)大尺度形變監(jiān)測，采用S B A S

4、方法( 短基線集) 對滿足一定時空基線的干涉對進(jìn)行處理，有效地減弱時空基線引起的失相干問題，在提高D ．I n S A R結(jié)果精度的同時提高形變的時空分辨率；針對大地形變場研究的熱門方法．位錯模型，研究基于垂直方向的簡化后位移位錯模型，并結(jié)合I n S A R 結(jié)果利用大地測量反演方法反演煤礦塌陷機(jī)理。論文主要研究工作如下：1 ) 采用S B A S ( 小基線集) 技術(shù)獲取豐城某煤礦時間序列沉降圖選擇江西豐城市某煤礦礦區(qū)作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，利

5、用D ．I n S A R 技術(shù)對獲取的日本A L O SP A L S A R 數(shù)據(jù)進(jìn)行差分干涉測量，采用最優(yōu)化融合和線性方向窗口的方法生成干涉圖，提取礦區(qū)2 0 0 7 ．2 0 0 8 年礦區(qū)形變場。獲取煤礦2 0 0 7 ．2 0 0 8 年間的7 景P A L S A R 影像，采用S B A S 技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用最小二乘法估計(jì)出高相干點(diǎn)時間序列上的沉降速率和累積沉降量，得到各影像不同時刻的時間序列沉降圖，并利用研究區(qū)

6、域已有的監(jiān)測結(jié)果( 水準(zhǔn)數(shù)據(jù)) 對本文獲取的沉降速率和累積沉降量進(jìn)行驗(yàn)證。2 ) 基于I n S A R 監(jiān)測技術(shù)的礦區(qū)地表形變時空演化規(guī)律分析結(jié)合常規(guī)水準(zhǔn)監(jiān)測數(shù)據(jù)和I n S A R 結(jié)果，對煤礦工作面開采導(dǎo)致的地表形變時間演化規(guī)律進(jìn)行分析，通過形變時間曲線預(yù)報了地表形變所處的演化階段，結(jié)合煤礦采工圖及收集到的地表宏觀形變信息數(shù)據(jù)，分析煤礦地表形變空間演化規(guī)律，判斷礦區(qū)工作面地表形變所處的時空演化階段。3 ) 研究基于煤礦塌陷機(jī)理的簡