InSAR技术在韩城矿区形变监测中的应用研究

发布时间：2020-06-03 05:33

【摘要】：煤炭资源的大规模、高强度开采,在推动我国社会进步和经济发展的同时,也造成了矿区土地资源和生态环境的退化。这极大地影响了矿区人民的正常生活,给矿区人民的人身、财产安全以及矿区建设带来了隐患。韩城矿区有着悠久的采矿历史,是关中“黑腰带”的重要组成部分,因煤层开采造成的开采损害分布广泛。为了有效地控制因开采而形成的矿区沉降,就必须采取适当的方法对矿区地表进行科学的监测和分析,及时准确地掌握其发展规律,为矿区安全生产提供可靠的理论依据。InSAR技术的出现为矿区开采沉陷提供了新的方法,其全天时、全天候、高精度、低成本和连续空间覆盖的特点,使其在矿区开采沉陷中得到了广泛的应用和研究。但由于矿区开采沉陷具有沉降速率快、沉降量级大的特点,易受时、空基线失相干以及大气延迟等因素的影响,使得InSAR技术在矿区地面沉降监测中受到了限制。因此,本文针对InSAR技术在矿区开采沉陷中存在的问题,以韩城矿区为例,利用干涉图叠加技术和小基线集技术对矿区开采沉陷进行监测与分析,结合SA-SVR算法建立矿区开采沉陷预计模型,主要工作和成果如下:(1)采用Stacking-InSAR技术处理了17景ALOS PALSAR数据,获取了象山矿井2007年1月到2011年2月的平均沉降速率和标准差。实验表明,矿区开采沉陷与矿井空间分布一致,进一步说明Stacking-InSAR技术在矿区大量级形变监测中具有较好的应用,其监测结果较为可靠。(2)采用SBAS-InSAR技术处理了 22景Sentinel-1A数据,获取了象山矿井的平均沉降速率和时间序列累积沉降量,结合开采工作面剖线和特征点分析表明矿区沉降与开采工作面分布、开采情况及开采进尺有着良好的一致性。利用GPS观测值对SBAS-InSAR技术监测结果进行验证,计算得到两者皮尔逊相关系数为0.998,相关性较高。利用降雨量分析南一采区地面沉降的其他诱发因素,结果表明矿区地面沉降与降雨量没有明显的关系。(3)提出利用时序InSAR技术和SA-SVR算法建立矿区开采沉陷预计模型,结合SBAS-InSAR监测得到时序沉降量,在工作面走向和倾向上均匀选点,建立矿区开采沉陷动态预计模型,并对预测结果进行精度评定。结果表明:基于时序InSAR和SA-SVR算法建立的矿区开采沉陷预计模型,其决定系数均大于0.4,拟合度较好,预测精度较高,符合工程需求,为矿区开采沉陷监测提供了可靠的理论依据。
【图文】：

3象山矿井南一采区平均沉降速率图
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD326

【参考文献】

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本文编号：2694372