基于InSAR的双鸭山煤矿地表形变监测研究

发布时间：2017-10-10 01:22

  本文关键词：基于InSAR的双鸭山煤矿地表形变监测研究

  更多相关文章： D-InSAR SBAS-InSAR 地表形变监测 水准测量 采煤沉陷区

【摘要】：地面沉陷是矿产开采引发的最常见也最严重的地质灾害之一。地面沉陷的发生严重破坏了矿区环境,导致土地贫瘠化、荒芜化。因此,开展对煤矿开采引发的地面沉陷监测是一项刻不容缓的工作,它不仅是准确掌握地面沉陷的发生发展规律并进行矿区灾害治理和生态恢复的重要依据,也是研究开采致灾模式和灾害预警的重要科学参考。本研究利用合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR),对双鸭山矿区进行地面形变的地质灾害监测,基于InSAR伪相干技术实现矿区开采塌陷的定位,并圈定出地表塌陷发生的面积;综合运用D-In SAR、短基线集技术(SBAS)实现对开采形变量级的探测。处理得到的干涉测量数据与研究区内的精密水准测量数据进行相关性验证,验证测量数据是否准确。本研究提取了研究区三个月的地面沉陷信息。利用TerraSAR数据获得2014.10月至12月煤矿开采沉陷点66处,累计沉降面积约55km2,最大沉降点沉降速率在11天内沉降4.5cm。针对本次重点调查的四个矿区在监测时间段内分别发现开采沉陷16处、2处、8处和27处。监测结果与矿区开采活动具有很好的对应,有效掌握了矿区的历史及最新开采沉陷情况,为矿区环境的治理与规划提供了数据支撑。采用利用SBAS-InSAR技术对TerraSAR数据处理,获取了2014年10月至12月期间集贤矿区的形变时间序列结果,并对特征点进行了时间序列分析,发现监测期间均发生了大量级的开采塌陷,塌陷边缘的形变速率每月达到20mm。根据这些分析,可以掌握煤矿开采随时间的形变规律,有效地指导煤矿生产。与矿区内相同时间内的精密水准测量数据进行相关性分析,得出In SAR数据与实时监测数据没有明显差异,可以大范围推广此方法。利用SBAS技术开展了煤矿沉陷时间序列监测研究,并基于时间序列监测结果进行了煤矿开采沉陷规律分析。
【关键词】：D-InSAR SBAS-InSAR 地表形变监测 水准测量 采煤沉陷区
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD325.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的及意义11
• 1.3 国内外研究现状11-15
• 1.3.1 合成孔径雷达干涉测量(InSAR)研究现状11-13
• 1.3.2 开采沉陷学研究现状13-15
• 1.4 研究主要内容15-17
• 第2章 研究区地理及地质环境概况17-24
• 2.1 矿区地理位置18
• 2.2 矿区地形18-19
• 2.3 矿区气候19
• 2.4 煤田地质条件19-24
• 2.4.1 地层19-21
• 2.4.2 构造21-22
• 2.4.3 水文地质22-24
• 第3章 In SAR地表形变测量技术基础24-33
• 3.1 InSAR处理技术方法24-29
• 3.1.1 差分干涉处理24-26
• 3.1.2 短基线集技术26-29
• 3.2 数据处理平台29-33
• 3.2.1 GAMMA处理平台29-32
• 3.2.2 StaMPS/MTI处理平台32-33
• 第4章 数据处理及监测结果33-65
• 4.1 SAR数据调查33-34
• 4.2 数据准备34-36
• 4.2.1 DEM数据准备34-36
• 4.2.2 卫星精密轨道数据36
• 4.3 数据预处理36-38
• 4.3.1 距离谱估计36-37
• 4.3.2 多普勒模糊度37
• 4.3.3 距离压缩/方位预滤波37
• 4.3.4 方位向自动聚焦37
• 4.3.5 方位压缩37-38
• 4.4 基线配置原则38-40
• 4.4.1 TerraSAR数据基线配准39-40
• 4.5 TerraSAR数据监测结果40-48
• 4.6 地表沉降特征提取及分析48-58
• 4.6.1 地表沉降特征提取48-55
• 4.6.2 地表沉降速率提取55-58
• 4.7 地表沉降特征分析58-65
• 4.7.1 采空区沉陷对煤矿地质环境的影响58-62
• 4.7.2 大中型煤矿采空区地表移动变形特征62-65
• 第5章 差分干涉测量结果验证65-91
• 5.1 水准监测剖线数据分析65-83
• 5.2 InSAR监测值与水准测量监测值相关性分析83-91
• 5.2.1 相关性分析结果83-91
• 第6章 结论与讨论91-95
• 6.1 结论91-92
• 6.2 讨论92-95
• 致谢95-97
• 参考文献97-103
• 个人简介103
• 在校期间参与科研项目103

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本文编号：1003537