D—InSAR监测煤矿区采动地表移动变形规律研究.pdfVIP

第6期 矿 山 测 量 No．6 2013年 12月 MINE SURVEYING Dec．2013 doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．06．11 D—InSAR监测煤矿 区采动地表移动变形规律研究术 张学东 ，肖斌 ，李金平 ，侯妙乐 (1．北京建筑大学测绘与城市空间信息学院，北京 100044； 2．现代城 市测绘国家测绘地理信息局重点实验室，北京 100044； 3．江西核工业测绘院，南昌 330038；4．云南师范大学旅游与地理科学学院，昆明 650500) 摘要 ：煤炭开采引起的地表沉陷灾害对矿 区资源和生态环境造成 了严重的破坏，为 了研究其采动地 表移动变形规律，论文以荆各庄矿为实验区，采用2004年 l1月至2006年 3月的7景 ENVISAT ASAR影像，利用两轨差分D—InSAR方法提取了研究区的动态下沉曲线和下沉速度等值线，分析了 荆各庄矿区的采动地表移动变形情况。研究表明：荆各庄矿区在20050410时段 累积最 大沉陷量为60mm，沉降速率最大值20050306时段的 1．68mm／d，该时段沉陷形变处 于危险形变阶段 。该结果为指导矿 区建筑物、铁路等基础设施建设和防灾减灾工作提供 了数据支 持，具有一定的参考价值。 关键词：D—InSAR；开采沉陷；形变监测；ENVISATASAR 中图分类号 ：TD325．1 文献标识码：B 文章编号 ：1001—358X(2013)06—0036—04 在建筑物下采煤时，需要随时确定建筑物受采 变形规律问题。 动影响的开始时间和不同时期的地表移动变形量， 1 D—InSAR测量原理 以便对建筑物采取适当措施 ，如加强观测、加 固、临 时迁 出或改变用途等。在铁路下采煤时，需要根据 D—InSAR通过两副天线同时观测 (单轨模式)，或 动态变形规律确定铁路维修范围，预计铁路上部建 两次近平行的观测 (重复轨道模式)，获取地面同一景 筑起垫量等。在进行协调开采时，根据动态变形规 观的复图像。由于目标与两天线位置的几何关系，在复 律可以更合理地安排回采工作面之间的相互关系等 图像上产生了相位差，形成干涉纹图，干涉纹图中包含 等。这些都说 明了研究采动过程中地表移动和变形 了斜距向上的点与两天线位置之差的精确信息，这种差 规律是十分必要的¨J。 值包含大气延迟影响、平地效应、地形起伏、噪声以及两 为有效监测开采沉陷造成的危害以及研究其地表 次成像过程中地表发生的细微变化，由于SAR上两天 移动和变形规律，传统方法是采用水准仪、经纬仪和 线距离较短，利用差分的方法，可以消除两个天线接收 GPS等测量仪器进行监测，只能获得观测点的地表形 信号中的共同误差，如卫星轨道误差、大气影响等。D 变，难以获得整个区域的沉降趋势，且对于监测网的维 — InSAR可以分为二轨差分法和三轨差分法，由于三轨 持每年也需要消耗大量的人力财力 。因此 ，迫切需 差分法容易引人解缠相位噪音 】，因此 ，本文采用二轨 要应用遥感遥测新技术进行矿区沉陷监测 J。20世纪 差分法处理数据。 7O年代末出现的合成孔径雷达差分干涉测量技术(Dif- 二轨差分法是由Massonnet等 首先提出的，它 ferentialInterferometricSyntheticApertureRadar．D —In- 是利用试验区地表变化前后的两幅SAR图像生成干 SAR)发展迅速。与传统测量方法相比，