PS-DInSAR技术在矿区地表形变测量中的应用探讨

简要介绍并比较当前矿区地表形变监测的主要方法,阐述PS-DInSAR技术的原理与优势,并就其应用中的技术问题及解决方案进行讨论。

某钻井水溶开采矿区地表形变D-In SAR监测精度分析

为了研究矿区地表形变以及沉降漏斗的生成机理、过程和趋势,获取沉陷发展规律,以及时采取有效措施进行生态重建,采用D-In SAR对某钻井水溶矿区进行了监测。选取某钻井水溶矿区地表2015-2017年Sentinel-1A影像构成2个干涉影像对,进行地表形变监测。在SAR Scape软件平台,针对D-In SAR干涉影像的基线误差、大气误差和地形误差等,通过干涉影像对配准、基线估计、滤波去噪和相位解缠,获取矿区地表形变图;借助ArcGIS空间分析工具和MATLAB软件,与水准测量数据进行叠加,分析沉陷区域的空间动态分布。然后进行D-In SAR形变数据和矿区水准沉降监测精度、相关性和误差源分析。研究结果表明,精细化D-In SAR监测与水准观测的形变趋势一致,达到了水溶矿山地表沉降体积的获取精度要求。

SBAS-InSAR和高分辨率光学遥感相结合的矿区地表形变时空演化特征研究

为分析矿区开采沉陷造成的地表大范围缓慢形变时空演化特征,本文基于15景哨兵1B降轨数据,采用小基线集技术(SBAS-InSAR)对矿区进行时序InSAR处理,获取矿区2019年10月-2020年3月的地表形变年平均速率和时序累计形变信息,利用形变量插值、形变剖面、标准差椭圆等方法对矿区地表形变时空演化特征进行分析,共识别出矿区19个沉降漏斗,其形变量在监测期内均逐渐增大,最大形变量达到217 mm;地表形变空间范围也在逐步扩大,在空间方向上由NE-SW(北东-南西向)发展。结合同期北京二号高分辨率光学影像进行专家判识,发现SBAS-InSAR监测结果形变中心位置(最大形变或失相干位置)均为矿区开采坑口,监测结果与实际开采沉陷规律一致。结果表明:基于SBAS-InSAR的矿区地表形变监测,结合高分辨率光学遥感影像的专家判识,可以对矿区地表形变时空演化特征进行分析,进而为矿区地质灾害的防治提供参考依据。

一种基于PS-InSAR的矿区地表形变监测方法研究

由于矿区地表形变而导致建筑物的裂损甚至发生坍塌等事故已经成为制约区域环境、社会经济可持续发展的地质灾害之一。本文介绍一种基于PS-InSAR技术检测矿区地表三维形变的方法,利用长时间序列SAR影像上保持相对稳定的永久散射体点分析时间序列上相位变化,来提取矿区地表形变信息,以便更好地预防和避免地质灾害问题。

矿区全尺度梯度地表形变监测的LEV-InSAR模型

针对合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术无法准确提取矿区大梯度地表形变信息这一问题,提出了一种融合水准数据的D-InSAR矿区全尺度梯度地表形变监测方法(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar Method Based on Leveling Data Fusion,LEV-InSAR),并以山西省长治市霍尔辛赫矿区3501工作面作为试验区域,以9景哨兵1号影像和部分同时期水准数据作为研究数据,采用LEV-InSAR模型对该区的地表形变进行了监测。试验结果表明:LEV-InSAR模型监测结果与观测线水准实测结果基本吻合,累计下沉误差最大为41 mm,其倾向线和走向线水准观测点均方根误差分别为10.2 mm和14.9 mm,平均相对误差分别为14.4%和26.6%。LEV-InSAR模型在一定程度上恢复了研究区内大梯度形变区域的形变量,实现了矿区全尺度梯度地表形变监测,验证了该监测方法的可行性和适用性。

改进的残差修正DGM(1,1)模型在煤矿地表沉降预测中的应用

针对传统大地测量技术难以实施大范围矿区形变监测以及传统开采沉陷预测方法在实际应用中存在的不足,提出时序合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和改进的离散灰色马尔科夫模型相结合的方法对矿区地表形变进行监测和预测。使用鄂尔多斯市某矿区哨兵1号(Sentinel-1)数据提取地表形变监测结果,并与同时期的全球定位系统(GPS)监测数据进行对比。将沉陷监测结果作为原始序列建立残差修正的离散灰色马尔科夫模型,预测矿区沉降。研究结果表明:研究区域地表形变明显,残差修正的离散灰色马尔科夫模型能较为准确地预测矿区沉降结果。

基于D-InSAR技术分析的地质灾害与矿区周边地表变形关系

在地质灾害多发地区,灾害发生后的救援行动、灾后评估与矿区周边地表形变探测对防灾减灾具有重要意义。合成孔径雷达差分干涉测量(differentialinterferometricsyntheticapertureradar,D-InSAR)技术能够测量矿区周边地表厘米级形变,为地表形变探测提供了新方法。本文利用D-InSAR技术,基于降轨哨兵一号(Sentinel-1)雷达影像能探测到短时间、小范围多次地质灾害及矿区周边区域地表形变。