应用SAR数据解算矿区地面沉陷的若干问题研究

发布时间：2017-03-24 10:12

  本文关键词：应用SAR数据解算矿区地面沉陷的若干问题研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：合成孔径雷达差分干涉测量技术,作为一种主动成像的微波遥感测量技术,具有全天候、全天时的成像能力,可以穿透云层、甚至在一定程度上穿透雨区、地表和植被。与传统的矿区沉陷监测技术相比,它具有观测成本低、数据处理速度快、基于面扫描能够获得准确的沉陷范围和沉陷位移场以及监测毫米级形变的能力等优点。然而,由于矿区环境复杂多变、地面沉降量级大的特点使得D-In SAR技术在煤矿区沉陷监测中的应用受到了限制。本文总结了D-In SAR技术在矿区沉陷监测中的主要限制条件,对影像相干性和可探测形变梯度两个主要问题进行了深入研究。由于SAR影像的斜距成像方式,本文以SAR影像的幅度信息作为数据源,引入了基于幅度信息的像元偏移量形变监测方法。应用Radarsat-2数据解算了峰峰矿区的地面沉陷,并对解算结果进行了全面分析。本文的主要内容和成果如下:(1)介绍了合成孔径雷达系统的基本知识,包括SAR成像的基本原理、SAR图像的成像几何以及SAR图像的基本特性,分析了差分干涉雷达技术用于形变监测的原理、方法以及数据处理流程。(2)从相干性分解模型的角度出发研究了影像相干性的影像因素,量化分析了与SAR系统参数相关的几个分量(比如入射角、波长、影像分辨率、系统带宽)对实际观测的影响。在实际数据的基础上,对煤矿区域影像的相干性进行了若干总结。(3)在分析D-In SAR可探测形变梯度的函数模型的基础上,研究了像元分辨率、雷达波长及影像相干性对D-In SAR可探测形变梯度的影响,通过实验验证了影像配准精度和多视数选择对沉陷解算结果产生的作用。(4)重点研究了基于影像幅度信息的像元偏移量形变监测方法。根据DIn SAR技术原理,推导了偏移量方法的数据处理流程,通过实验对比分析,确定了数据处理流程中关键算法的最优选择,并对影响算法精度的相关因素进行了分析。(5)以峰峰矿区为例,应用Radarsat-2影像数据解算了矿区的地面沉陷信息。首先对D-In SAR技术的解算结果作了全面分析评价,主要包括沉陷盆地的探测定位能力、沉陷盆地时空演变的监测能力以及沉降量的实际监测精度三个方面;然后对偏移量方法解算地面沉陷的可靠性和精度进行了分析验证,表明该方法用于沉陷盆地的监测是可行的,能够取得较为可靠的结果;最后将D-In SAR技术和偏移量方法结合,得到了更为完整的地面沉陷盆地。本文通过对应用SAR数据解算矿区地面沉陷的关键问题进行研究,得到了许多有益的结论,并引入了像元偏移量形变监测方法,在一定程度上解决了大量级沉陷盆地监测的问题,推动了SAR技术在矿区沉陷监测领域的进一步应用。
【关键词】：开采沉陷 D-InSAR 相干性 可探测形变梯度 像元偏移量
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P642.26;P237
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-18
• 变量注释表18-19
• 1 绪论19-25
• 1.1 选题背景及意义19-20
• 1.2 国内外研究现状20-22
• 1.3 D-In SAR技术矿区沉陷监测的局限性22-23
• 1.4 本文研究内容及技术路线23-25
• 2 合成孔径雷达技术基础25-35
• 2.1 合成孔径雷达系统25-29
• 2.2 In SAR基本原理29-31
• 2.3 D-In SAR基本原理与数据处理流程31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 D-In SAR在矿区沉陷监测中的限制条件35-50
• 3.1 干涉条件分析35-43
• 3.2 可探测形变梯度43-49
• 3.3 本章小结49-50
• 4 像元偏移大量级沉陷监测方法50-69
• 4.1 方法原理50-54
• 4.2 数据处理算法54-64
• 4.3 偏移量算法精度实验分析64-68
• 4.4 本章小结68-69
• 5 峰峰矿区沉陷监测实例69-89
• 5.1 研究区域概况和数据选择69-71
• 5.2 D-In SAR沉陷监测及结果分析71-80
• 5.3 偏移量大量级沉陷监测实例80-88
• 5.4 本章小结88-89
• 6 结论及展望89-91
• 参考文献91-96
• 作者简历96-98
• 学位论文数据集98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 独知行;阳凡林;刘国林;温兴水;;GPS与InSAR数据融合在矿山开采沉陷形变监测中的应用探讨[J];测绘科学;2007年01期

2 吴立新,高均海,葛大庆,殷作如,邓智毅,刘宏军;基于D-InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析[J];地理与地理信息科学;2004年02期

  本文关键词：应用SAR数据解算矿区地面沉陷的若干问题研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：265461