采煤矿区形变场的多基线D-InSAR监测——以梁宝寺矿区为例
发布时间：2021-08-18 07:18
以合成孔径雷达差分干涉测量技术为基础发展形成的多基线D-InSAR技术能够在有效降低失相干现象影响的同时,抑制残余地形误差及大气条件的干扰,成为当前地表微小形变演化过程获取的重要手段。而将其应用于大范围矿区开采形变场的获取上,能够充分提高矿区沉陷信息获取的效率及完整程度。本文以加拿大RADARSAT-2卫星获取的5景高分辨率影像为数据源,借助于多基线D-InSAR方法对济宁市梁宝寺矿区开采引起的地表形变场进行解译。结果表明:多基线D-InSAR技术能够很好地识别济宁市梁宝寺矿区监测时段内存在的多处沉降漏斗,为获取其沉陷影响面积及严重程度的划分提供了基础数据。
【文章来源】：测绘与空间地理信息. 2020,43(11)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
多基线D-In SAR处理流程简图
梁宝寺矿区位于山东省嘉祥县的梁宝寺镇，隶属肥城矿业集团公司，于2005年5月份开始试生产，采煤方法为综采顶煤开采工艺[13]。矿井可开采煤炭储量多达1.8亿t，设计生产能力为180万t/年，全井田共划分10个采区，本着由近至远、先易后难、先浅后深、合理配产的开采原则进行[14]。研究区具体地理位置如图2所示。收集到研究区5景RADARSAT-2 5 m高分辨率单视复数影像，幅宽为125 km，条带模式，SAR数据集基本参数见表1，影像空间覆盖范围如图2中方框区域。由于矿区开采引起的沉陷通常具有量级大的特点，采用高分辨率SAR影像能够在一定程度上降低解译过程中出现的差分干涉相位混叠、形变边界难以精确划定等问题，In SAR能够监测的最大矿区形变梯度如下式所示[15-16]:
采用多基线D-In SAR方法对上述获取的矿区差分干涉图进行处理，得到研究区2017年11月16日至2018年2月20日间的矿区形变场，如图4所示。由于不清楚首期SAR影像获取前该矿区具体形变数值，因此，只能自主选择时间参考。这里设定为2017年11月16日，得到其他影像获取时刻相对于该时刻的下沉量。从解译结果中可以看出，研究时段内梁宝寺矿区共有4处开采沉陷区域，下沉量值均超过250 mm，且最大沉降量超过450 mm，周边地表稳定性遭到了破坏。迫于影像数量的限制，该矿区当前监测时间仅为96 d，但从4处沉降漏斗的形变发展趋势看，无论在2017年11月16日之前还是2018年2月20日之后，这4处区域都有十分明显的沉降迹象，因此，该矿区当前几处开采面造成的最终形变场沉陷值将远超过当前监测结果，且稳沉后很可能会形成季节性或者常年积水区，后续将利用更长时间序列影像对该区域开展持续监测工作。图4 研究区监测时段内沉陷结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双轨D-InSAR在矿区地面沉降监测中的应用[J]. 刘同文,高腾飞,于广婷,徐进达. 地矿测绘. 2017(03)
[2]基于钻屑法的梁宝寺煤矿采区支承压力分布研究[J]. 辛奇,谭洪山,张修成. 煤炭技术. 2017(04)
[3]SRTM DEM高程精度评价[J]. 詹蕾,汤国安,杨昕. 地理与地理信息科学. 2010(01)
[4]D-InSAR在矿区开采沉陷监测中应用的探析[J]. 何亚倩,郑宇,何晴倩. 现代矿业. 2009(09)
[5]梁宝寺煤矿厚冲积层下条带开采地表移动规律研究[J]. 张玉庆,刘明河,谭洪山. 矿山测量. 2008(02)
[6]加强塌陷地治理 保护生态环境[J]. 安韦,李宪连. 中国科技信息. 2007(21)
硕士论文
[1]济宁市采煤塌陷地综合治理存在问题与对策研究[D]. 苏迪.山东农业大学 2016
[2]济宁市矿区塌陷地治理及生态重建规划研究[D]. 刘龙飞.复旦大学 2013
[3]济宁市采煤塌陷地的治理问题研究[D]. 王岩.山东大学 2010
[4]D-InSAR可检测的最大最小形变梯度的函数模型研究[D]. 蒋弥.中南大学 2008
本文编号：3349458
【文章来源】：测绘与空间地理信息. 2020,43(11)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
多基线D-In SAR处理流程简图
梁宝寺矿区位于山东省嘉祥县的梁宝寺镇，隶属肥城矿业集团公司，于2005年5月份开始试生产，采煤方法为综采顶煤开采工艺[13]。矿井可开采煤炭储量多达1.8亿t，设计生产能力为180万t/年，全井田共划分10个采区，本着由近至远、先易后难、先浅后深、合理配产的开采原则进行[14]。研究区具体地理位置如图2所示。收集到研究区5景RADARSAT-2 5 m高分辨率单视复数影像，幅宽为125 km，条带模式，SAR数据集基本参数见表1，影像空间覆盖范围如图2中方框区域。由于矿区开采引起的沉陷通常具有量级大的特点，采用高分辨率SAR影像能够在一定程度上降低解译过程中出现的差分干涉相位混叠、形变边界难以精确划定等问题，In SAR能够监测的最大矿区形变梯度如下式所示[15-16]:
采用多基线D-In SAR方法对上述获取的矿区差分干涉图进行处理，得到研究区2017年11月16日至2018年2月20日间的矿区形变场，如图4所示。由于不清楚首期SAR影像获取前该矿区具体形变数值，因此，只能自主选择时间参考。这里设定为2017年11月16日，得到其他影像获取时刻相对于该时刻的下沉量。从解译结果中可以看出，研究时段内梁宝寺矿区共有4处开采沉陷区域，下沉量值均超过250 mm，且最大沉降量超过450 mm，周边地表稳定性遭到了破坏。迫于影像数量的限制，该矿区当前监测时间仅为96 d，但从4处沉降漏斗的形变发展趋势看，无论在2017年11月16日之前还是2018年2月20日之后，这4处区域都有十分明显的沉降迹象，因此，该矿区当前几处开采面造成的最终形变场沉陷值将远超过当前监测结果，且稳沉后很可能会形成季节性或者常年积水区，后续将利用更长时间序列影像对该区域开展持续监测工作。图4 研究区监测时段内沉陷结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双轨D-InSAR在矿区地面沉降监测中的应用[J]. 刘同文,高腾飞,于广婷,徐进达. 地矿测绘. 2017(03)
[2]基于钻屑法的梁宝寺煤矿采区支承压力分布研究[J]. 辛奇,谭洪山,张修成. 煤炭技术. 2017(04)
[3]SRTM DEM高程精度评价[J]. 詹蕾,汤国安,杨昕. 地理与地理信息科学. 2010(01)
[4]D-InSAR在矿区开采沉陷监测中应用的探析[J]. 何亚倩,郑宇,何晴倩. 现代矿业. 2009(09)
[5]梁宝寺煤矿厚冲积层下条带开采地表移动规律研究[J]. 张玉庆,刘明河,谭洪山. 矿山测量. 2008(02)
[6]加强塌陷地治理 保护生态环境[J]. 安韦,李宪连. 中国科技信息. 2007(21)
硕士论文
[1]济宁市采煤塌陷地综合治理存在问题与对策研究[D]. 苏迪.山东农业大学 2016
[2]济宁市矿区塌陷地治理及生态重建规划研究[D]. 刘龙飞.复旦大学 2013
[3]济宁市采煤塌陷地的治理问题研究[D]. 王岩.山东大学 2010
[4]D-InSAR可检测的最大最小形变梯度的函数模型研究[D]. 蒋弥.中南大学 2008
本文编号：3349458
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