InSAR技術(shù)在大同礦區(qū)地面沉降監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、煤炭的開發(fā)和利用，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，同時也給礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境帶來了一系列損害。大同煤田開發(fā)歷史悠久，相伴產(chǎn)生的地面沉降比較嚴(yán)重，給礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展帶來了極大的影響。為保證礦區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)順利發(fā)展，必須對地面沉降的原因、過程、趨勢以及沉陷發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行全面的監(jiān)測，以便得到合理的治理。常規(guī)的測量方法盡管精度高，但成本高、采樣精度低、測量時間周期長，已無法滿足當(dāng)今社會發(fā)展的要求。 20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的合成孔徑雷達(dá)干涉測量技術(shù)

2、(InSAR)已成為測量地球表面變化極具潛力的技術(shù)，它可以大面積的采樣、測量時間短，同時成本也比較低。本文針對大同礦區(qū)開采沉陷的歷史和現(xiàn)狀，選擇了從1992年至2003年之間的八景基本重疊的SAR影像數(shù)據(jù)，完全包含了大同礦區(qū)，總覆蓋面積約10000km<'2>。通過數(shù)據(jù)的干涉處理，在原有資料的背景下，提取了大同礦區(qū)十年間不同時間段的地表形變場，并結(jié)合開采沉陷的特征進(jìn)行分析，得出了大同礦區(qū)的地面沉降與開采沉陷規(guī)律一致的結(jié)論。 本文

3、所選數(shù)據(jù)在處理過程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的退相干現(xiàn)象，導(dǎo)致了有的數(shù)據(jù)幾乎不相干。結(jié)合大同礦區(qū)的實際情況，對引起退相干的空間退相干和時間退相干進(jìn)行了分析，得出了一些經(jīng)驗：基線距的垂直分量一般為臨界基線距的三分之一為最佳，如果垂直基線距偏短，干涉結(jié)果則不理想；在植被稀少、冰凍嚴(yán)重的地區(qū)，跨春夏季的兩個像對干涉的時間退相干影響小，跨秋冬季的兩個像對干涉的時間退相干影響較強(qiáng)。另外衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性也是引發(fā)退相干的原因之一。由于受SAR圖像的分

4、辨率的限制(地面分辨率為28m×28m)和變形邊界不規(guī)則的影響，所以變形區(qū)的面積有一定的誤差。同時礦區(qū)變形規(guī)模較小，數(shù)據(jù)質(zhì)量不理想，干涉紋圖不清晰，對下沉量的估計有偏小的趨勢。 InSAR技術(shù)應(yīng)用于礦區(qū)的沉陷監(jiān)測實驗研究中，不僅是常規(guī)沉陷監(jiān)測的有益補(bǔ)充，而且其形變監(jiān)測精度可以達(dá)到厘米級甚至毫米級，雷達(dá)影像還能夠提供一個連續(xù)的三維表面，對雷達(dá)影像處理后可以生成DEM且獲取的高程精度可以達(dá)米級。這些都決定了該技術(shù)會有極好的應(yīng)用前景。