本文關(guān)鍵詞：基于偏移追蹤法的D-InSAR礦區(qū)形變監(jiān)測技術(shù)

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【摘要】：利用水準(zhǔn)測量、GPS技術(shù)等傳統(tǒng)手段監(jiān)測礦區(qū)沉陷,能夠得到實時、高精度的監(jiān)測結(jié)果,但也有工作量大、監(jiān)測范圍有限、無法獲得大面積監(jiān)測結(jié)果等缺點。與之相比,快速發(fā)展的D-In SAR技術(shù),利用SAR影像的全天時、全天候、覆蓋范圍廣、穿透能力強等特點,可以快速獲得大面積的沉陷盆地范圍和形變場,精度可達到毫米級,在礦區(qū)沉陷監(jiān)測中得到了很好的應(yīng)用。然而,礦區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜、沉降量級大、變化速度快等特點,限制了D-In SAR技術(shù)在礦區(qū)沉陷監(jiān)測方面的應(yīng)用。針對D-In SAR技術(shù)無法監(jiān)測大量級形變的問題,國內(nèi)外專家學(xué)者做了大量的研究和探索,偏移追蹤技術(shù)的提出與發(fā)展,補充和擴展了D-In SAR技術(shù)的應(yīng)用范圍。目前,偏移追蹤技術(shù)主要用在地震、冰川、滑坡等方面的研究,已取得了一系列成果。但是在礦區(qū)沉陷監(jiān)測中的應(yīng)用研究還不夠成熟,需要進一步的深入研究。D-In SAR技術(shù)利用了SAR影像的相位信息,主要受到影像失相干和大量級形變的影響。本文從SAR影像的幅度信息出發(fā),采用偏移追蹤技術(shù)獲取偏移量,進而解算礦區(qū)沉降。該方法對大量級形變更敏感,同時不需要解纏、不受相干性優(yōu)劣的影響,具有很高的研究價值。對此,本文的研究內(nèi)容和已取得的成果如下:(1)通過實驗分析了植被因素對影像相干性的影響,探究了監(jiān)測量級對地表沉陷信息解譯結(jié)果的影響,結(jié)果表明:地表植被覆蓋率是影響影像間相干性的決定性因素,在地表植被稀疏的冬季相比植被茂盛的夏季更適合使用D-In SAR技術(shù)進行地表形變監(jiān)測,從而很難獲取礦區(qū)長時間緩慢累積的地表形變;針對礦區(qū)地面開采沉陷規(guī)律,確定了D-In SAR技術(shù)最大可監(jiān)測形變量和實際開采條件的適用范圍。(2)通過算法和GAMMA軟件實現(xiàn)了偏移追蹤方法,主要采用基于窗口搜索的配準(zhǔn)方法,使配準(zhǔn)精度達到亞像元級別,獲得亞像元的偏移量。實現(xiàn)過程涉及一系列命令參數(shù)的選取,通過實例反復(fù)實驗得到最優(yōu)化的參數(shù)方案。建立了雙線性函數(shù)模型和無地表形變區(qū)偏移量統(tǒng)計方法去除系統(tǒng)偏移量,結(jié)合實際影像數(shù)據(jù),獲取礦區(qū)的沉陷情況,并與D-In SAR沉降結(jié)果進行定性、定量比較,發(fā)現(xiàn)雙線性函數(shù)模型擬合值去除效果更好,沉陷變化更貼近實際情況。(3)在偏移量轉(zhuǎn)換地面三維形變時,在忽略水平移動的影響下,采用假設(shè)法直接求取垂直形變量;當(dāng)考慮水平移動影響時,本文以尋找水平形變與垂直方向形變的矢量關(guān)系為突破口,建立了概率積分法模型,推導(dǎo)水平移動與垂直沉降的矢量關(guān)系,受水平移動系數(shù)和方向的影響,下沉變化幅度很大。以D-In SAR監(jiān)測結(jié)果為參照,結(jié)果表明概率積分法和假設(shè)法監(jiān)測到的下沉中心位置與D-In SAR結(jié)果大致吻合,假設(shè)法盆地形態(tài)更接近D-In SAR盆地整體情況,兩種方法能夠成功提取大量級沉降值,量級達到米級,但彌補D-In SAR中心缺失值時斷層嚴(yán)重、落差很大。(4)以Radarsat-2影像為數(shù)據(jù)源、峰峰九龍礦區(qū)為研究區(qū)域,利用偏移算法和GAMMA同時解算該礦區(qū)的地面形變情況,并與觀測站水準(zhǔn)測量結(jié)果進行對比分析,發(fā)現(xiàn)偏移算法的下沉曲線更接近于觀測站下沉曲線趨勢,不過數(shù)值相差很大,GAMMA下沉曲線與觀測站下沉曲線相差很大,不過部分值與實測值相差100mm以內(nèi)。
【關(guān)鍵詞】：D-InSAR 監(jiān)測量級 GAMMA 偏移追蹤 概率積分法
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD326
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-17
• 變量注釋表17-18
• 1 緒論18-24
• 1.1 研究背景和意義18-19
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 主要研究內(nèi)容21-24
• 2 In SAR技術(shù)監(jiān)測礦區(qū)形變的基本理論24-37
• 2.1 SAR系統(tǒng)及影像特征24-25
• 2.2 InSAR技術(shù)基本原理25-28
• 2.3 D-InSAR技術(shù)原理及處理流程28-31
• 2.4 D-InSAR在礦區(qū)形變監(jiān)測中的局限性31-37
• 3 偏移追蹤監(jiān)測形變的基本理論37-44
• 3.1 偏移追蹤原理37-38
• 3.2 偏移追蹤算法38-40
• 3.3 偏移追蹤誤差分析40-41
• 3.4 偏移量與礦區(qū)垂直形變關(guān)系41-44
• 4 偏移追蹤監(jiān)測礦區(qū)形變的關(guān)鍵技術(shù)研究44-66
• 4.1 偏移追蹤算法44-51
• 4.2 GAMMA軟件偏移追蹤51-53
• 4.3 垂直方向形變的解算53-63
• 4.4 地理編碼63-66
• 5 峰峰九龍礦區(qū)偏移追蹤應(yīng)用實例66-76
• 5.1 實驗區(qū)域簡介66-68
• 5.2 地表移動觀測資料分析68-71
• 5.3 偏移追蹤技術(shù)提取礦區(qū)形變71-74
• 5.4 監(jiān)測結(jié)果分析74-76
• 6 結(jié)論及展望76-79
• 參考文獻79-84
• 作者簡歷84-86
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 吳立新,高均海,葛大慶,殷作如,鄧智毅,劉宏軍;基于D-InSAR的煤礦區(qū)開采沉陷遙感監(jiān)測技術(shù)分析[J];地理與地理信息科學(xué);2004年02期

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本文編號：1001803