礦區(qū)地面沉降的InSAR監(jiān)測(cè)及參數(shù)反演.pdf

1、中圖分類(lèi)號(hào)U D CP 2 2 85 0 0博士學(xué)位論文學(xué)校代碼垃嬰密級(jí) 公玨礦區(qū)地面沉降的I n S A R 監(jiān)測(cè)及參數(shù)反演A n a l y s i s o f G r o u n d S u b s i d e n c e M o n i t o r i n g i nM i n i n gA r e a s U s i n g I n S A R w i t h P a r a m e t e r I n v e r s i o

2、 n作者姓名： 學(xué)科專(zhuān)業(yè)： 研究方向：學(xué)院( 系、所) ：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：論文答辯日期朱煜峰大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程I n S A R 理論及其應(yīng)用地球科學(xué)與信息物理學(xué)院丁曉利教授李志偉教授勱f ；．∥．／ 答辯委員會(huì)主席中 南 大學(xué)二。一三年五月礦區(qū)地面沉降的I n S A R 監(jiān)測(cè)及參數(shù)反演摘要：由于自然條件的原因，煤礦開(kāi)采多數(shù)是地下開(kāi)采，過(guò)度的開(kāi)采容易破壞當(dāng)?shù)丨h(huán)境甚至引發(fā)多種災(zāi)害，如地表塌陷、地表水倒灌等，給國(guó)家和當(dāng)?shù)厝嗣駧?lái)巨

3、大損失。然而，目前我國(guó)僅靠簡(jiǎn)單的人工測(cè)量手段監(jiān)測(cè)礦區(qū)形變，地表植被和水系發(fā)育、山勢(shì)陡峭等地帶的地表沉降現(xiàn)象卻無(wú)法得到有效監(jiān)測(cè)，缺乏開(kāi)采過(guò)程中的形變趨勢(shì)及災(zāi)害預(yù)測(cè)信息。如何實(shí)時(shí)、高效監(jiān)測(cè)煤礦開(kāi)采過(guò)程中地表形變變化是防控煤礦災(zāi)害的一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容，也是本論文的主要研究目標(biāo)。論文重點(diǎn)圍繞I n S A R ( 合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量) 技術(shù)結(jié)合位錯(cuò)模型對(duì)煤礦礦區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法展開(kāi)研究。針對(duì)I n S A R 技術(shù)大尺度形變監(jiān)測(cè)，采用S B A S

4、方法( 短基線(xiàn)集) 對(duì)滿(mǎn)足一定時(shí)空基線(xiàn)的干涉對(duì)進(jìn)行處理，有效地減弱時(shí)空基線(xiàn)引起的失相干問(wèn)題，在提高D ．I n S A R結(jié)果精度的同時(shí)提高形變的時(shí)空分辨率；針對(duì)大地形變場(chǎng)研究的熱門(mén)方法．位錯(cuò)模型，研究基于垂直方向的簡(jiǎn)化后位移位錯(cuò)模型，并結(jié)合I n S A R 結(jié)果利用大地測(cè)量反演方法反演煤礦塌陷機(jī)理。論文主要研究工作如下：1 ) 采用S B A S ( 小基線(xiàn)集) 技術(shù)獲取豐城某煤礦時(shí)間序列沉降圖選擇江西豐城市某煤礦礦區(qū)作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，利

5、用D ．I n S A R 技術(shù)對(duì)獲取的日本A L O SP A L S A R 數(shù)據(jù)進(jìn)行差分干涉測(cè)量，采用最優(yōu)化融合和線(xiàn)性方向窗口的方法生成干涉圖，提取礦區(qū)2 0 0 7 ．2 0 0 8 年礦區(qū)形變場(chǎng)。獲取煤礦2 0 0 7 ．2 0 0 8 年間的7 景P A L S A R 影像，采用S B A S 技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用最小二乘法估計(jì)出高相干點(diǎn)時(shí)間序列上的沉降速率和累積沉降量，得到各影像不同時(shí)刻的時(shí)間序列沉降圖，并利用研究區(qū)

6、域已有的監(jiān)測(cè)結(jié)果( 水準(zhǔn)數(shù)據(jù)) 對(duì)本文獲取的沉降速率和累積沉降量進(jìn)行驗(yàn)證。2 ) 基于I n S A R 監(jiān)測(cè)技術(shù)的礦區(qū)地表形變時(shí)空演化規(guī)律分析結(jié)合常規(guī)水準(zhǔn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和I n S A R 結(jié)果，對(duì)煤礦工作面開(kāi)采導(dǎo)致的地表形變時(shí)間演化規(guī)律進(jìn)行分析，通過(guò)形變時(shí)間曲線(xiàn)預(yù)報(bào)了地表形變所處的演化階段，結(jié)合煤礦采工圖及收集到的地表宏觀(guān)形變信息數(shù)據(jù)，分析煤礦地表形變空間演化規(guī)律，判斷礦區(qū)工作面地表形變所處的時(shí)空演化階段。3 ) 研究基于煤礦塌陷機(jī)理的簡(jiǎn)