基于InSAR技术的采矿区道路形变研究

发布时间：2017-06-24 19:19

  本文关键词：基于InSAR技术的采矿区道路形变研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着交通事业的迅猛发展，道路网不断密集，使得一些地区的道路不可避免地需要穿越或建立在采矿区，采矿区地表形变会导致道路发生形变，道路形变破坏公共交通设施，影响出行，甚至会引发重大交通事故，给人们生命和财产安全带来巨大的威胁。所以，对矿区进行长期、动态的形变监测，并进行合理分析，进而掌握道路形变规律，对预防潜在的交通安全隐患具有重要意义。 目前，道路形变监测主要依赖于传统的水准测量、GPS测量等，但能实现大面积、高精度和自动化监测的技术手段很少，将InSAR技术应用于矿区道路形变监测是一个崭新的话题。InSAR技术是20世纪90年代发展起来的空间对地观测技术，广泛应用于地球物理监测、自然灾害监测，，例如滑坡、地震、火山爆发，也可用于矿区形变监测。与传统的水准、GPS监测技术相比，InSAR技术具有使用成本低、监测范围广、测量时间短等优势，是未来形变监测技术发展的方向。因此，InSAR技术在矿区地表形变监测中具有广阔的发展前景。 另外，矿区地表形变监测数据量大、数据源多样，结合道路数据后，更为繁杂，难以被充分利用，对发生形变的道路不能进行有效的预防和监控。为了实现道路形变监测自动化，本文借助GIS强大的数据管理、空间分析以及可视化等功能，以ArcGIS为平台进行二次开发，设计并实现道路形变信息系统。 本文利用InSAR技术对矿区道路形变进行了全面、系统的研究，主要研究内容和成果如下: （1）简要介绍了SAR技术，系统论述了InSAR和DInSAR的工作模式、基本原理和数据处理流程； （2）深入分析了DInSAR数据处理过程中的影像配准、去“平地效应”、干涉图滤波、相位解缠、相高转换等关键技术，并以邹城市某矿区地表形变为研究对象，利用2景TerraSAR-X数据，开展试验研究，取得良好的试验效果； （3）详细探讨了岩层和地表的形变形式以及地表下沉盆地的形成过程，又分析了道路形变特征，并设定了道路稳定性评价标准； （4）借助ArcGIS Engine工具包，开发实现文档管理、视图基本操作、数据查询、数据管理、形变分析、三维可视化、地图输出等功能，从多个角度对道路形变数据进行分析，便于更好地掌握道路形变规律。
【关键词】：地表形变 道路形变 InSAR 采矿区
【学位授予单位】：山东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD325;P225.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景和意义8-9
• 1.2 InSAR 技术研究现状9-12
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.2.3 InSAR 技术存在问题11-12
• 1.3 研究内容和论文结构12-13
• 2 采空区道路形变特征研究13-17
• 2.1 采空区地表形变13-15
• 2.1.1 采空区地表下沉盆地13-14
• 2.1.2 采空区地表形变规律14-15
• 2.2 采空区道路形变15-17
• 2.2.1 采空区地表形变对道路的影响15
• 2.2.2 道路稳定性评价标准15-17
• 3 合成孔径雷达干涉测量技术的基础理论17-23
• 3.1 SAR 概述17-18
• 3.2 InSAR 概述18-22
• 3.2.1 InSAR 基本原理18-19
• 3.2.2 InSAR 工作模式19-20
• 3.2.3 InSAR 数据处理流程20-22
• 3.3 DInSAR 概述22-23
• 4 DInSAR 技术在矿区形变监测中的应用23-35
• 4.1 研究区及数据23-26
• 4.1.1 研究区概况23-24
• 4.1.2 TerraSAR-X 卫星24-25
• 4.1.3 SRTM DEM25
• 4.1.4 数据处理软件25-26
• 4.2 图像配准26
• 4.3 干涉图生成26-27
• 4.3.1 干涉图生成方法26-27
• 4.3.2 干涉图生成结果及分析27
• 4.4 去平地效应27-29
• 4.4.1 平地效应形成原理28-29
• 4.4.2 去平地效应数据处理29
• 4.5 滤波29-30
• 4.5.1 滤波方法29-30
• 4.5.2 实验结果30
• 4.6 相位解缠30-32
• 4.6.1 相位解缠理论30-31
• 4.6.2 相位解缠方法31-32
• 4.6.3 实验结果32
• 4.7 生成形变图32-33
• 4.8 结果解译及分析33-34
• 4.9 本章小结34-35
• 5 道路形变信息系统设计与实现35-46
• 5.1 道路形变信息系统设计35-38
• 5.1.1 系统总体设计35-37
• 5.1.2 系统开发平台的选择37-38
• 5.1.3 系统开发工作流程38
• 5.2 道路形变信息系统实现38-46
• 5.2.1 系统主界面38-39
• 5.2.2 地图操作39-40
• 5.2.3 制图操作40-41
• 5.2.4 数据管理41-43
• 5.2.5 形变专题43-46
• 5.3 系统评价46
• 6 结论与展望46-48
• 6.1 结论46-47
• 6.2 展望47-48
• 参考文献48-51
• 攻读硕士期间的学术成果51-52
• 致谢52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李德仁,周月琴,马洪超;卫星雷达干涉测量原理与应用[J];测绘科学;2000年01期

2 张继贤,杨明辉,黄国满;机载合成孔径雷达技术在地形测绘中的应用及其进展[J];测绘科学;2004年06期

3 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

4 汪鲁才,王耀南,毛建旭;基于相关匹配和最大谱图像配准相结合的InSAR复图像配准方法[J];测绘学报;2003年04期

5 姚国清;母景琴;;D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用[J];地学前缘;2008年04期

6 单新建,马瑾,王长林,柳稼航;利用差分干涉雷达测量技术(D-InSAR)提取同震形变场[J];地震学报;2002年04期

7 段丽丽;朱明;;矿区地面沉降的危害及其防治[J];河北理工大学学报;2007年01期

8 何伟;周清锋;杨礼平;赵成;;D-InSAR技术在西安地面沉降监测中的应用[J];地质学刊;2008年03期

9 马海涛;李辉;刘勇峰;王云海;;D-InSAR技术在矿区地表沉降监测中的应用[J];金属矿山;2011年02期

10 王超,刘智,张红,单新建;张北-尚义地震同震形变场雷达差分干涉测量[J];科学通报;2000年23期

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本文编号：479242