面向矿区沉降监测的InSAR技术应用研究

发布时间：2017-07-04 15:18

  本文关键词：面向矿区沉降监测的InSAR技术应用研究

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【摘要】：矿山开采沉陷导致地面生态环境恶化、建构筑物受损。开采沉陷监测是研究矿山沉陷规律、减轻采动损害的关键。常规地面沉陷监测方法大多为点线监测,难以获得大面积开采沉陷数据,成为制约深入研究开采沉陷规律的问题之一。深入研究具有分辨率高、全天侯、非接触的In SAR技术监测开采沉陷及建构筑物变形的相关理论和方法,对于深入研究开采沉陷规律、防止和减轻采动对建构筑物的损害具有重要的实用价值。本文在分析In SAR技术误差来源的基础上,对In SAR技术监测开采沉陷的适应性、采动区建构筑物变形监测及基于In SAR的矿区开采沉陷预测等进行了研究,其主要工作及成果如下:(1)在分析研究In SAR监测矿区沉降的误差源及限制因素基础上,重点研究了不同DEM误差对In SAR监测矿区沉降的影响,实验表明,由三维激光扫描仪及地形图生成的DEM在沟壑区域能有效地辅助DIn SAR监测出采空区的微小形变。由Terra SAR-X影像获取的DEM和SRTM3 DEM辅助监测采空区微小形变的效果较差,对于复杂地形区域的地表形变应采用高分辨率的DEM。(2)分析了In SAR技术监测矿区大形变的适宜性。基于In SAR和开采沉陷理论,给出了可完整监测形变梯度条件下,最小深厚比与SAR影像波长、地面分辨率之间关系,为合理选取不同波长、不同分辨率影像提供了依据。同时指出对于沉降梯度大的区域,可结合幅度、部分测点等信息监测矿区大量级沉降。(3)针对采动区建构筑物安全性监控问题,在分析研究SBAS技术特点基础上,应用SBAS技术分别监测了矿区村庄、高速公路及老采空区上方建筑的沉降情况,有效避免了In SAR无法监测矿区快速大量级沉降的缺点。通过对比分析SBAS、DIn AR监测值及监测区域的水准测量资料,表明SBAS在对长时间序列及空间基线较长的建筑物区域SAR数据处理中能获取更可靠的沉降值,应用SBAS方法监测矿区沉降能实现高精度、高时空分辨率的形变监测,为采动影响区建构筑物安全性监控提供了技术方法。(4)探讨了基于多时相DIn SAR技术的矿区三维形变预计方法。根据开采沉陷垂直位移和水平位移之间的关系,现场测量的相邻工作面的沉降情况,及DIn SAR技术测量结果,获取了深部开采沉陷的三维移动规律。探讨了应用DIn SAR与尽量少的GPS点求取具有大量级沉降的矿区概率积分法参数方法,给出了合理布设GPS点的方法。
【关键词】：时序InSAR SBAS 开采沉降 预计 概率积分法
【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】：TD327
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-7
• Abstract7-17
• 1 绪论17-25
• 1.1 研究背景和意义17-18
• 1.2 国内外研究现状18-22
• 1.3 研究内容及结构安排22-25
• 2 In SAR技术原理与方法25-37
• 2.1 In SAR技术理论模型及分析25-28
• 2.2 DIn SAR技术理论及分析28-30
• 2.3 PS技术原理及处理流程30-32
• 2.4 SBAS技术原理和处理流程32-34
• 2.5 PS与SBAS理论上比较分析34-35
• 2.6 本章小结35-37
• 3 In SAR监测矿区沉陷适应性分析37-57
• 3.1 时空失相关及大气噪声影响37-44
• 3.2 DEM精度对DIn SAR监测采空区的影响分析44-50
• 3.3 轨道误差50-51
• 3.4 矿区开采沉陷监测的SAR数据适宜性分析51-55
• 3.5 本章小结55-57
• 4 基于SBAS的采动区建筑物形变监测57-73
• 4.1 基于SBAS的采动区房屋形变监测57-62
• 4.2 基于SBAS的高速公路形变监测62-68
• 4.3 基于In SAR技术的老采空区稳定性分析68-72
• 4.4 本章小结72-73
• 5 基于DIn SAR监测的矿区沉降预测参数反演73-88
• 5.1 基于DIn SAR监测的深部矿区开采沉陷预计参数反演73-81
• 5.2 基于DIn SAR与GPS结合的概率积分法参数求取81-86
• 5.3 本章小结86-88
• 6 结论与展望88-90
• 6.1 结论88-89
• 6.2 展望89-90
• 参考文献90-96
• 作者简历96-99
• 学位论文数据集99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 吴立新,高均海,葛大庆,廖明生;工矿区地表沉陷D-InSAR监测试验研究[J];东北大学学报;2005年08期

2 葛大庆;王艳;郭小方;范景辉;刘圣伟;;利用短基线差分干涉纹图集监测地表形变场[J];大地测量与地球动力学;2008年02期

3 韩宇飞;宋小刚;单新建;屈春燕;汪驰升;郭利民;张桂芳;刘云华;;D-InSAR技术在长白山天池火山形变监测中的误差分析与应用[J];地球物理学报;2010年07期

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本文编号：518292