D-InSAR技术与SBAS-InSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用研究

为了对D-InSAR和SBAS-InSAR两种技术在矿区地面沉降监测中的应用能力进行对比分析,以山东省济宁市某采矿工作面为主要研究区,选取2022年11月2日—2023年8月29日期间26景Sentinel-1A数据,分别利用D-InSAR和SBAS-InSAR两种技术获取了该工作面的地面沉降信息,首先从沉降区域的时空演变特征和沉降面积分布等方面对两种技术进行了对比分析,进一步通过同期实测水准数据对两种技术得到的结果进行了精度验证。研究结果表明,D-InSAR和SBAS-InSAR两种技术监测到的研究区内最大累积沉降量分别为69 mm和59 mm,识别出沉降量大于10 mm的区域面积分别为0.60 km^(2)和0.87 km^(2),其中,沉降量大于30 mm的区域面积分别为0.10 km^(2)和0.17 km^(2)。与水准监测数据对比可知,两种InSAR技术得到的监测结果与真实沉降情况相吻合,在部分沉降漏斗中心区域,地面沉降量超过InSAR技术可监测形变梯度,两种技术的监测精度都大幅降低。相对于SBAS-InSAR技术,D-InSAR技术获取的累积沉降量值更大,但其抵抗误差干扰的能力较弱,而SBAS-InSAR技术能够更好地消除大气相位效应等误差的影响,得到的地面沉降结果在空间分布上更连续平滑。本文研究对利用InSAR技术监测矿区地面沉降具有一定借鉴意义。

基于D-InSAR技术的煤矿工业广场动态沉降特征研究

近年来,我国东部厚含水松散层矿区不断出现工业广场的沉降变形,地表建(构)筑物受到不同程度损坏,严重影响煤矿安全生产和正常运行。为研究长时间序列的工业广场沉降,以华东某煤矿为例,基于17景Sentinel-1A卫星影像数据,获取地表动态变形信息,结合精密水准测量,分析D-InSAR技术监测地表沉降的精度,研究工业广场时空动态沉降特征,揭示厚含水松散层矿区工业广场变形规律。研究表明:(1)D-InSAR监测与26个水准监测点沉降量的最大误差为5.95 mm,平均误差为2.18 mm,满足工业广场沉降监测需求。(2)随着工作面持续推进,6个月监测期内工业广场平均沉降量为16 mm,最大沉降点沉降量为36 mm,位于工业广场西南角偏向工作面一侧;最大倾斜值为0.31 mm/m,最大曲率值为0.016 mm/m^(2),在监测时段内,工业广场地表建(构)筑物破坏远小于Ⅰ级损坏值。(3)GIS空间分析表明,沉降量在0~20 mm的区域面积占比93.10%;最大下沉点的动态下沉量与其至采空区中心的距离呈明显的线性负相关关系,随着采空区中心逐渐向工业广场推进,其下沉量逐渐增大。(4)工业广场沉降由开采引起的覆岩整体沉降和含水层失水固结沉降2部分组成,根据最大下沉点的动态沉降量,工业广场沉降分为2个阶段;其中第一阶段疏水沉降尚未显现,第二阶段以失水固结沉降为主。(5)工作面开采对工业广场沉降基本没有影响,应是底部含水层失水固结导致地表沉陷的范围增大,进而影响到工业广场。上述结果为今后类似条件下工业广场沉降问题的研究提供了理论依据和技术参考。

高海拔石灰石排土场汛期潜在滑移区域的D-InSAR评价研究

为解决高海拔排土场边坡及周边山体地质灾害的安全稳定性监测困难等问题,以西藏山南桑日县石灰石矿区及其周边山体为研究区域,通过分析西藏山南桑日县2015—2021年每年月降雨量,选取研究区域每年汛期两景Sentinel-1A卫星影像数据,利用合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术对影像数据进行处理,经过基线估算、差分干涉处理、相位解缠等计算,得到每年汛期研究区域某排土场边坡的地表形变信息,并基于排土场滑坡单一预警准则识别研究区域的潜在滑移区域及滑移量,进而判断该排土场边坡的安全状态以及对下游铁路、居民的影响。结果表明:排土场边坡处于安全稳定状态;2020年汛期研究区域的潜在滑移量为5284.106 m^(3);研究区域内潜在滑移区域Ⅰ、Ⅱ区对下游铁路、居民安全构成一定的威胁,需要对其进行安全隐患排查,潜在滑移区域Ⅲ、Ⅳ区对下游铁路、居民无影响,但对排土场边坡本体稳定性构成一定的威胁,需要对其坡脚等位置进行安全防护;D-InSAR技术能够应用于高海拔排土场边坡潜在滑移点与滑移量的识别。

基于D-InSAR技术的九寨沟地震地表形变探究

九寨沟地震发生于2017年8月8日,震中位于四川省阿坝州九寨沟县境内,北纬33.20度,东经103.82度,震级达Ms 7.0级,震源深度约20 km。针对此次地震引起的地表形变,本研究利用哨兵一号雷达影像,运用D-InSAR(差分干涉雷达)技术获取了地震形变场数据。结果表明:此次地震地表最大形变达20.5 cm,形变严重区集中在比芒村、漳扎镇、彭布寨3个村落以及九寨沟景区中。本研究结论与其他相关研究具有较高的一致性,表明D-InSAR技术在地震形变监测中相比传统监测技术具有一定优势,可以作为一种地表形变监测的重要手段。

D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中的研究

文章介绍了近年来D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测的应用和发展,探讨了该技术用于监测煤矿区沉陷的可行性、与传统的变形监测技术对比所具有的优势,并指出了目前该技术在煤矿区沉陷监测中存在的问题及解决方法。

D-InSAR技术在相山铀矿山沉降监测中的应用分析

针对目前热门的D-InSAR高效率监测手段,对收集到的相山铀矿山ALOS PALSAR的L波段卫星影像数据,采用二轨法进行差分处理,得到矿区沉降信息并进行分析。实验结果表明,D-InSAR技术克服了传统的监测手段困难的问题,能够获取该矿区地表面状的形变场,大大提高传统监测的效率和准确性。

D-InSAR技术用于水西沟火区地表沉降的分析

为掌握准南煤田水西沟火区地表沉降变化规律,采用差分干涉测量方法,对2014年10月至2015年10月Sentinel-1数据进行处理,获得11组干涉图、差分干涉图、去平地效应图、相位解缠效果图和地面形变图。对比分析了2014年和2015年沉降分布图像,结果表明火区地下煤火燃烧导致的沉降范围大体一致,沉降高低值呈现相似规律变化。结合遥感技术接受或者拒绝了因温度和植被的异常像元确定的火区范围,圈定出较为精确的A、B、C、D、E共5个裂隙位置,并发现这5个位置沉降高低值变化不一。其中A、B、C位置地表沉降最大值随着时间变化一直减小,D、E位置地表沉降最大值先增大后减小;C位置沉降幅度变化最小,相对较稳定。应用表明,利用差分干涉方法监测地下煤火燃烧区地表沉降是可行的,且具有一定的准确性。

D-InSAR技术地表沉降监测概述

传统的地表沉降监测技术,如全球定位系统、精密水准测量和土工测量等,存在空间分辨率低、监测范围小和费用高的局限性。本文介绍了近几年迅速发展的监测地表沉降的合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术,主要对合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的原理、D-InSAR技术的原理和处理流程做了详细的阐述,并对D-InSAR技术中的不足作了说明。

DORIS软件应用于D-InSAR技术的研究

地震、火山、滑坡和地面沉降等地质灾害越来越严重地威胁着人类,地面变形监测和测量显得尤为重要。D-InSAR技术是新近发展起来的一种极具应用潜力的地表形变监测手段。利用DOR IS软件对Bam古城震后的形变量进行提取。结果表明,在研究区相干性较好的前提下,借助于DOR IS软件进行的D-InSAR处理可以获得mm级的形变量。

D-InSAR技术在矿区形变监测中的应用研究

D-InSAR技术作为20世纪90年代发展起来的新型空间对地观测技术,凭借着全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特点得到了广泛的应用。本文介绍了D-InSAR技术的基本原理和处理流程,以内蒙古营盘壕煤矿为例,利用哨兵数据,通过二轨差分干涉测量方法得到沉降数据。在ArcGIS中通过对沉降区域的提取、剖面分析和叠加分析来研究分析工作面上方的地表沉降信息[1-3]。最终将所得的数据与传统的GPS数据进行对比分析,验证了D-InSAR技术在矿区地面沉降监测的可行性。

基于D-InSAR雷达检测技术的矿区周边地表沉降变形研究

针对河北省内的多个地区矿山展开地面沉降监测研究,研究发现,通过D-InSAR技术的应用可以有效监测出矿山开采区周边地面沉陷状况,从而为地面沉降提供风险预警,保障矿区周边地面的安全发展。

面向时序InSAR的卫星任务规划框架设计

随着国内自主雷达卫星和差分干涉合成孔径雷达技术(D-InSAR)及衍生的时序InSAR技术的发展,以时间序列上重复观测为主的长周期形变监测的应用与日俱增。对遥感卫星地面任务规划系统来说,规划和管理大量有时序关联的重复任务,从而最大限度地满足观测要求,是提升以形变监测为使命的雷达卫星运控效率的关键。在综合考虑雷达差分干涉任务序列性、一致性、周期性特征的基础上,设计了一种面向雷达卫星时序InSAR类型任务的规划框架,旨在规划序列任务时,考虑序列整体特性,进行序列任务组间的冲突检测。基于此方法,对现有的地面任务规划系统进行了优化升级,验证了框架的有效性。结果证明:该方法可快速、自动进行序列任务冲突消解,可为长周期序列任务的规划和管理提供设计参考。

D-InSAR技术在某金属矿山沉降形变监测中的应用

使用D-InSAR技术分析某金属矿山沉降形变规律,研究结果表明:矿区西部未发现明显沉降形变,矿区沉降形变主要分布于矿区东部区域;矿区沉降形变面积较大,可达2.10 km^2,分布位置与深部采空区吻合程度高;在垂向上沉降形变量具"U"分布规律,其最大沉降范围与采空区中心位置基本吻合,沉降量从中心向两侧基本呈对称关系,向两侧形变量逐渐降低;与全站仪获得的累计沉降量相比,二者误差均小于5%,说明使用D-InSAR技术分析矿山沉降形变规律的精度是可靠的。

D-InSAR技术在矿区沉陷监测中的应用

D-InSAR技术作为20世纪90年代发展起来的新型空间对地观测技术,凭借着全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特点到了广泛的应用。本文以内蒙古营盘壕煤矿为研究区,利用Sentinel-1A数据,通过二轨差分干涉测量方法得到该矿区的沉降数据。通过对沉降数据进行各种GIS分析获取工作面上方的地表沉降信息,并将D-InSAR沉降数据与GPS沉降数据进行精度验证,证明了D-InSAR技术在矿区地面沉降监测的可行性。

基于不同DEM的D-InSAR地表形变监测

为了促进合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在地表沉降监测中的应用,基于D-InSAR技术,以河南省郑州市部分区域为例,基于二轨法采用2019年3月-12月的哨兵1号数据,针对外部不同分辨率的DEM,对郑州市东、西、南、北、中部分区域以及郑州火车站、郑州东站和郑煤集团东坪煤矿周围等部分特殊区域的地表形变情况进行监测。实验结果表明:郑州北部和郑州西南区域的形变量相对较大,其中郑州西南区域平均有约57.929 mm的沉降量,郑州北部区域平均有140.124 mm的抬升量;同时在不同分辨率对D-InSAR监测结果的影响中发现,ASTER-GDEM和GDEMDEM可靠性比较高,GDEMDEM更适合作为外部参考DEM。

基于InSAR技术的神木、府谷煤矿开采沉降监测及开采过程反演

为有效监测因长期地下开采导致的陕西省北部地区发生的持续性地面沉降现象,本文依托实际项目,利用SBAS-InSAR技术对覆盖神木、府谷2020年1月8日—2020年11月27日的Sentinel-1数据进行处理,获取观测时间段内由于地下开采而导致的地面沉降的范围和深度,利用D-InSAR技术对该地区某一开采工作面进行反演。同时,将SBAS-InSAR监测结果与水准数据进行对比验证,差值在1.8~8.1 mm之间,满足监测精度要求,证明了SBAS-InSAR技术在监测矿区地表沉降方面的可靠性;将D-InSAR反演结果与矿方提供的资料进行对比发现二者具有一致性,证明了D-InSAR技术在反演煤矿开采进程方面的可行性。

利用合成孔径雷达干涉(D-InSAR)技术反演西山矿区重复采动地表沉陷进行规律

以SAR历史观测数据为基础,辅以地面观测数据,利用D-InSAR技术反演西山矿区重复采动过程中地表形变的时空信息,研究矿区地表移动变形参数的变化规律,为今后开采设计(特别是"三下"采煤设计)提供指导,使其地下资源得到充分开采,有效保证地面建(构)筑物的安全使用、井下工作面的有序生产,防止灾害事故的发生。

3-D Animation as Applied to the Solving of Coupling Relations in the 6-DOF Parallel Robot

How to solve the coupling relations in a 6 - DOF parallel robot quickly and accurately within the limits of realtime control is a critical problem. In traditional analytic method, the complicated mathemtical model must first be constructed and then solved by programming.Obviously, this method is not very practical. This paper,therefore, proposes a new way of approach with a new method using 3- D animation for the solving of coupling relations in the 6 - DOF parallel robot. This method is much simpler and its solving accuracy approaches that of the more complicated analytic method.

基于DInSAR技术的煤矿地面沉降监测应用研究

针对煤矿开采和基础工程建设中地质环境出现振动,进而造成地层所承受的压力和内应力出现改变,致使地面发生不同程度的沉降,且沉降具有不均匀性,进一步危害到安全生产问题。本文基于D-InSAR技术差分干涉法,探索分析了DInSAR技术在实际煤矿生产过程中对地面沉降情况的监测技术的具体应用,为矿井安全生产可持续发展以及采矿领域对地质环境的安全监测技术提供了一定的参考和借鉴。

基于Stacking InSAR技术的沛北矿区沉降监测

针对传统时序分析方法不适用于监测大量级形变的问题,采用Stacking InSAR方法对沛北矿区地表沉降进行监测。与传统的永久散射体技术相比,Stacking InSAR方法具有可监测大量级形变、提高信噪比的优点。