基于InSAR技术的矿区开采沉陷研究
发布时间：2021-08-02 18:07
煤炭资源一直以来是我国经济发展和社会进步的重要能源保障,且煤炭资源属于不可再生资源,长期以来,对煤炭资源的过分依赖,在一定程度破坏着我国人民赖以生存的自然生态环境,其中以矿区地表沉降最为严重,甚至于会引发地质灾害。煤矿开采区域因开采所引起的沉降,有时发展缓慢,有时发展快速,为了确保人民生命财产安全,就需要通过一定的技术手段来进行矿区地表沉降监测与未来预测。合成孔径雷达差分干涉（D-InSAR）技术是一种具有主动微波遥感的技术,并且其相对于传统的沉降监测手段,具有高精度,全天时,全天候和覆盖范围广等特点,传统的沉降监测手段耗费大量的人力,物力,在地形复杂地区难以实现人工监测,且传统手段只能得到研究区域的工作面上一系列的离散点,对于面域上沉降机理的作用有限。现如今InSAR技术已经成为空间对地观测领域的热门,而且InSAR技术的优势是传统监测技术所无法达到的,小基线集（Small Baseline Set,SBAS）时序方法理论上可以达到毫米级的精度。在矿区沉降监测过程中,矿区地表沉降速率快、沉降量级大等特点,容易受到时间、空间失相关,大气延迟等因素的影响,本文针对InSAR技术在矿区开采...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国煤炭跨区域调运图（引自煤炭工业发展“十三五”规划）
西安科技大学非全日制工程硕士学位论文12星第一次观测目标点P时与视线的夹角表示为，1R和2R分别表示观测雷达卫星先后处于1S、2S两个位置时距离目标点P的位置。由于雷达卫星传感器的位置是已知的（通过雷达卫星上的定位装置可得），所以，1S到参考椭球面的垂直高度也是已知的，即H已知。图2.1InSAR几何结构图传感器天线获得到的地面目标雷达回波信号包括相位信息和振幅信息A，回波信号的表达式为CAexpi(2.1)其中相位信息包括了卫星天线中心到目标点P的后向散射信息和距离信息，可表示为4PR(2.2)式中表示雷达微波波长，R表示卫星天线中心到目标点P的空间距离，P表示为目标点的后向散射相位。传感器两次对地面点P成像，其中1S处获取地面点P得SAR影像作为主影像，2S处获取到的SAR影像作为辅影像，两者表示为111222CAexpiCAexpi(2.3)
2InSAR技术基本原理及方法15图2.2矿区开采沉陷重复轨道差分干涉测量原理图图2.2中，1S与2S为矿区开采之前对同一区域的两次过境SAR影像图，34iS(i,,,n)为矿区开采之后的多次过境SAR影像图，1R和2R为SAR卫星天线中心到目标点O的距离，34iR(i,,,n)为开采之后卫星天线中心与地面目标点的距离。为雷达波长。开采之前雷达第一次过境扫描时的相位值为114R(2.14)开采之前雷达第二次过境扫描时的相位值为224R(2.15)开采之后雷达第三次过境扫描时的相位值为334R(2.16)开采之前两次观测获得到的干涉测量相位差为124""R(2.17)开采前后两次观测得到的干涉测量相位差为134""""R(2.18)
【参考文献】：
期刊论文
[1]D-InSAR沉降监测与城市新增建设用地相关度研究[J]. 雷帆,陶青山,杨凯钧,曹里,曾海波. 地理空间信息. 2019(02)
[2]基于InSAR时序形变的矿区全盆地沉降时空演化规律分析[J]. 杨泽发,易辉伟,朱建军,李志伟,苏军明,刘奇. 中国有色金属学报. 2016(07)
[3]测量机器人在矿区地表动态变形监测中的应用[J]. 杨晓玉. 煤矿安全. 2016(05)
[4]融合概率积分模型与D-InSAR的开采沉陷预计[J]. 汪磊,邓喀中,薛继群,于德亮. 金属矿山. 2016(02)
[5]基于分区解缠方式研究2010年玉树MW6.9地震同震形变[J]. 李奇,孟国杰,张奎,苏小宁,戴娅琼,汪慧. 地震. 2015(03)
[6]基于DInSAR和MAI技术揭示地震三维形变场[J]. 杨红磊,彭军还. 地球物理学进展. 2014(06)
[7]矿区地表灾害多源监测分析若干关键技术及其应用[J]. 汪云甲,王坚,黄翌,田丰,陈国良. 测绘通报. 2014(S2)
[8]无人机低空航摄的矿山地质灾害精细探测方法[J]. 赵星涛,胡奎,卢晓攀,杨化超. 测绘科学. 2014(06)
[9]三维激光扫描用于开采沉陷监测研究[J]. 胡大贺,吴侃,陈冉丽. 煤矿开采. 2013(01)
[10]三维激光扫描用于获取开采沉陷盆地研究[J]. 陈冉丽,吴侃. 测绘工程. 2012(03)
博士论文
[1]面向矿区沉降监测的InSAR技术及应用研究[D]. 陈炳乾.中国矿业大学 2015
[2]CRInSAR与PSInSAR联合监测矿区时序地表形变研究[D]. 邢学敏.中南大学 2011
[3]InSAR若干关键算法及其在地表沉降监测中的应用研究[D]. 范洪冬.中国矿业大学 2010
[4]DInSAR监测地表沉陷数据处理理论与应用技术研究[D]. 阎跃观.中国矿业大学（北京） 2010
硕士论文
[1]基于Sentinel-1A数据的成都市中心城区地表形变研究[D]. 付垚.电子科技大学 2018
[2]基于D-InSAR技术的煤矿沉陷监测[D]. 杨成生.长安大学 2008
[3]基于D-InSAR技术的地下开挖空间分析[D]. 丁建全.山东科技大学 2006
本文编号：3318034
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国煤炭跨区域调运图（引自煤炭工业发展“十三五”规划）
西安科技大学非全日制工程硕士学位论文12星第一次观测目标点P时与视线的夹角表示为，1R和2R分别表示观测雷达卫星先后处于1S、2S两个位置时距离目标点P的位置。由于雷达卫星传感器的位置是已知的（通过雷达卫星上的定位装置可得），所以，1S到参考椭球面的垂直高度也是已知的，即H已知。图2.1InSAR几何结构图传感器天线获得到的地面目标雷达回波信号包括相位信息和振幅信息A，回波信号的表达式为CAexpi(2.1)其中相位信息包括了卫星天线中心到目标点P的后向散射信息和距离信息，可表示为4PR(2.2)式中表示雷达微波波长，R表示卫星天线中心到目标点P的空间距离，P表示为目标点的后向散射相位。传感器两次对地面点P成像，其中1S处获取地面点P得SAR影像作为主影像，2S处获取到的SAR影像作为辅影像，两者表示为111222CAexpiCAexpi(2.3)
2InSAR技术基本原理及方法15图2.2矿区开采沉陷重复轨道差分干涉测量原理图图2.2中，1S与2S为矿区开采之前对同一区域的两次过境SAR影像图，34iS(i,,,n)为矿区开采之后的多次过境SAR影像图，1R和2R为SAR卫星天线中心到目标点O的距离，34iR(i,,,n)为开采之后卫星天线中心与地面目标点的距离。为雷达波长。开采之前雷达第一次过境扫描时的相位值为114R(2.14)开采之前雷达第二次过境扫描时的相位值为224R(2.15)开采之后雷达第三次过境扫描时的相位值为334R(2.16)开采之前两次观测获得到的干涉测量相位差为124""R(2.17)开采前后两次观测得到的干涉测量相位差为134""""R(2.18)
【参考文献】：
期刊论文
[1]D-InSAR沉降监测与城市新增建设用地相关度研究[J]. 雷帆,陶青山,杨凯钧,曹里,曾海波. 地理空间信息. 2019(02)
[2]基于InSAR时序形变的矿区全盆地沉降时空演化规律分析[J]. 杨泽发,易辉伟,朱建军,李志伟,苏军明,刘奇. 中国有色金属学报. 2016(07)
[3]测量机器人在矿区地表动态变形监测中的应用[J]. 杨晓玉. 煤矿安全. 2016(05)
[4]融合概率积分模型与D-InSAR的开采沉陷预计[J]. 汪磊,邓喀中,薛继群,于德亮. 金属矿山. 2016(02)
[5]基于分区解缠方式研究2010年玉树MW6.9地震同震形变[J]. 李奇,孟国杰,张奎,苏小宁,戴娅琼,汪慧. 地震. 2015(03)
[6]基于DInSAR和MAI技术揭示地震三维形变场[J]. 杨红磊,彭军还. 地球物理学进展. 2014(06)
[7]矿区地表灾害多源监测分析若干关键技术及其应用[J]. 汪云甲,王坚,黄翌,田丰,陈国良. 测绘通报. 2014(S2)
[8]无人机低空航摄的矿山地质灾害精细探测方法[J]. 赵星涛,胡奎,卢晓攀,杨化超. 测绘科学. 2014(06)
[9]三维激光扫描用于开采沉陷监测研究[J]. 胡大贺,吴侃,陈冉丽. 煤矿开采. 2013(01)
[10]三维激光扫描用于获取开采沉陷盆地研究[J]. 陈冉丽,吴侃. 测绘工程. 2012(03)
博士论文
[1]面向矿区沉降监测的InSAR技术及应用研究[D]. 陈炳乾.中国矿业大学 2015
[2]CRInSAR与PSInSAR联合监测矿区时序地表形变研究[D]. 邢学敏.中南大学 2011
[3]InSAR若干关键算法及其在地表沉降监测中的应用研究[D]. 范洪冬.中国矿业大学 2010
[4]DInSAR监测地表沉陷数据处理理论与应用技术研究[D]. 阎跃观.中国矿业大学（北京） 2010
硕士论文
[1]基于Sentinel-1A数据的成都市中心城区地表形变研究[D]. 付垚.电子科技大学 2018
[2]基于D-InSAR技术的煤矿沉陷监测[D]. 杨成生.长安大学 2008
[3]基于D-InSAR技术的地下开挖空间分析[D]. 丁建全.山东科技大学 2006
本文编号：3318034
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