D_InSAR技术应用于矿区开采沉陷的监测分析_刘慕溪

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基于GAMMA的DInSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用

结论与展望
结论与展望
本次演示介绍了面向矿区沉降监测的InSAR技术及其应用研究。通过文献综述和技术原理分析，阐述了InSAR技术在矿区沉降监测中的应用场景和研究方法。实验结果验证了InSAR技术在矿区沉降监测中的可行性和优势，同时也指出了该技术在复杂条件下的局限性和不足之处。
结论与展望
展望未来，随着空间技术的不断发展，InSAR技术在矿区沉降监测中的应用将更加广泛和深入。未来研究方向可以包括：1）改进InSAR技术的算法和方法，提高其在复杂条件下的监测精度和稳定性；2）结合其他传感器和数据源，如GPS、 LiDAR等，实现多源数据的融合和分析；3）拓展InSAR技术在矿区生态环境修复和土地整治等领域的应用研究。
基本内容
然而，基于GAMMA的DInSAR技术在矿区地面沉降监测中也存在一定的局限性。首先，该技术依赖于雷达卫星图像的质量和覆盖范围，在某些地区可能无法获取足够的卫星图像；其次，该技术的精度受到多种因素的影响，如大气延迟、地形起伏等，需要进一步改进和完善；此外，DInSAR技术还需要结合其他地质勘测手段，如钻探、物探等，以便更深入地了解矿区地下结构和地质环境。
文献综述
文献综述
干涉合成孔径雷达（InSAR）技术是一种利用微波雷达干涉测量地表形变的技术。自20世纪90年代问世以来，InSAR技术在地质灾害监测、土地资源调查、城市沉降监测等领域得到了广泛应用。在矿区沉降监测方面，InSAR技术能够有效监测矿区的微小形变，具有高精度、高分辨率、大范围监测等优势，为矿区安全生产提供了可靠的科技支撑。
研究方法
研究方法
使用InSAR技术进行矿区沉降监测的研究方法主要包括以下几个步骤：
研究方法
1、数据采集处理：通过卫星或无人机等载体获取矿区的雷达图像，并进行预处理，如辐射定标、地理编码等。

D-InSAR技术在矿区开采沉陷监测中的应用

ｋ左右，２是研究区在沛县的地理位置，区开采区位于张街居委会、姚桥新飞地和西姚桥居委会ｍ图矿东
的地面下，图２中红色边框区域．即
图２研究区略图
域大、快速、准确等．
１差分合成孔径雷达（－ＳＲ）ＤＩＡ原理ｎ
合成孔径雷达差分干涉测量（ＩＳｎＡＲ）术是在ＩＳ技ｎＡＲ
技术的基础上发展起来的，以合成孔径雷达（ＡＲ）是Ｓ复数据所提供的相位及强度信息为信息源进行差分干涉测量，
为例一５ｍ，６ｃＲ￣８０ｋ一般情况下基线Ｂ２０１， △Ｒ一２８ｃ地表形变就会产生一个２（３ｍ， ≤ ０Ｉ则Ｔ．ｍ，的７相位变化『．４］
２研究区数据及处理
２１研究区概况．
本文选择姚桥煤矿作为研究区域，姚桥煤矿位于江苏省徐州市西北大约８ｍ处，２ｋ南距沛县县城１７
关键词：９ＩＳ１ｎＡＲ；面沉陷；永久散射体（Ｓ－地Ｐ）
中图法分类号：Ｐ２．Ｔ７２６
文献标识码：Ａ
０引言
煤炭作为我国的主要能源，占能源消费总量的７％左右．今后相当长一个时间内，国的第一能源Ｏ在我
ＤＩＳ－ｎＡＲ技术在矿区开采沉陷监测中的应用
付春永，苗小利，冯西林．

D-InSAR技术在矿区开采沉陷变形监测中的应用

D-InSAR技术在矿区开采沉陷变形监测中的应用刘哲;吴洪涛;刘潇鹏【期刊名称】《科技创新与生产力》【年(卷),期】2015(000)007【摘要】通过研究D-InSAR技术测量原理以及技术优势，分析了GPS与D-InSAR的技术特点与互补性，探讨了GPS与D-InSAR技术融合的理论与方法，提出了利用GPS与D-InSAR融合技术监测矿区地表形变的有效手段。

%This paper studies the new earth observation technology D-InSAR technology measuring principle and technology advantage, it analyzes the he technical features and complementary of GPS and D-InSAR, discuss the GPS and D-InSAR technology integration theory and method, using GPS and D-InSAR fusion technology monitoring surface deformation of the effective means.【总页数】3页(P82-84)【作者】刘哲;吴洪涛;刘潇鹏【作者单位】安徽理工大学测绘学院，安徽淮南232000;安徽理工大学测绘学院，安徽淮南 232000;安徽理工大学测绘学院，安徽淮南 232000【正文语种】中文【中图分类】TD325.4;P225.1【相关文献】1.D-InSAR技术在矿区开采沉陷中的应用及发展趋势 [J], 戴松2.D-InSAR在矿区开采沉陷监测中应用的探析 [J], 何亚倩;郑宇;何晴倩3.PC机串口通信在矿区铁路开采沉陷变形监测中的应用 [J], 任占营;周勇4.D-InSAR技术在矿区开采沉陷监测中的应用 [J], 付春永;苗小利;冯西林5.D-InSAR技术在矿区开采沉陷变形监测中的应用 [J], 刘哲;吴洪涛;刘潇鹏;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

融合D-InSAR技术与ArcGIS软件的矿区开采沉陷监测

融合D-InSAR技术与ArcGIS软件的矿区开采沉陷监测魏海霞;高照忠;叶长斌【摘要】The satellite revisit cycle of the differential interferometry synthetic aperture radar technology ( D-InSAR) is long,which results in the precise of the mining subsidence monitoring of D-InSAR technology is low. So,it cannot meet the re-quirement of mining subsidence monitoring. In order to overcome the above shortcomings of D-InSAR technology,taking a min-ing area of Shuangyashan city as an study example,the mining subsidence is analyzed based on D-InSAR technology and Arc-GIS software. Firstly,three TerraSAR images in C bands of October~November in 2014 in the mining area are selected as the interference imagedata,three pairs of interferometry images are obtained;then,according to the defects of baseline error,atmos-phere error,terrain error and time losing correlation of the interferometry images,taking the GAMMA software as the study plat-form,based on the fine two-pass D-InSAR mode,the interferometry images are processed by using registration method,baseline estimation method and phase unwrappingmethod;finally,the superposition of the interferometry images and mining plane,min-ing plan and leveling measurement data are conducted to analyze the dynamic distribution location of the subsidence mining ar-eas,besides that,the mining subsidence is conducted quantitative analysis by taking the interferometry images into ArcGIS soft-ware. The study results show that the interval of the 1,2,3 pair of interferometry image are11,22,33 d respectively,the maxi-mum mining subsidence values of the three intervals are 40,41,45 mm respectively,the average mining subsidence value is 0. 86 mm/d,the average mining subsidence value obtained by leveling measurement is 0. 92 mm/d in the same period,which further show that the precise of the mining subsidence monitoring method proposed in this paper is ideal.%合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)存在卫星重访周期较长的不足,导致矿区开采沉陷监测精度不高,难以适应矿区开采沉陷动态监测的要求.为此,以双鸭山某矿区为例,将D-InSAR技术与ArcGIS软件进行有机结合进行开采沉陷监测分析.首先选择该矿区2014年10—11月3景C波段TerraSAR影像作为干涉影像数据,构成了3个干涉影像对;然后针对In-SAR干涉影像存在的基线误差、大气误差、地形误差以及时间失相关等,以GAMMA软件为平台,通过精细二轨D-InSAR模式,进行干涉影像对配准、基线估计、相位解缠处理,提高D-InSAR干涉影像精度;最后将D-InSAR差分干涉影像与开采平面、开采计划以及水准测量数据进行叠加,分析矿区开采沉陷区域的空间动态分布位置,并将D-InSAR差分干涉影像导入ArcGIS软件对矿区开采沉陷进行定量分析.研究表明:干涉影像对1、2、3的时间间隔分别为11,22,33 d,期间矿区的最大沉陷量分别为40,41,45 mm,平均沉陷量为0.86 mm/d,区内同期水准测量获得的沉陷量平均为0.92 mm/d,可见,融合D-InSAR技术与ArcGIS软件的开采沉陷监测方法有一定的精度.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】4页(P128-131)【关键词】开采沉陷;D-InSAR;ArcGIS;干涉影像;GAMMA;相位解缠【作者】魏海霞;高照忠;叶长斌【作者单位】广东工贸职业技术学院测绘遥感信息工程系,广东广州510510;广东工贸职业技术学院测绘遥感信息工程系,广东广州510510;山东正元数字城市建设有限公司,山东烟台264670【正文语种】中文【中图分类】TD325利用D－InSAR技术可得到具有较高精度的地表垂直变形信息，相对于传统水准测量、GPS差分测量、三维激光扫描技术、全站仪三角高程测量等方法，具有高分辨率、高覆盖度、全天候测量、低成本等优点［1－4］。

D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中应用

D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中的应用摘要：d-insar是近年来发展比较迅速的微波遥感技术，它具有全天候、全天时、覆盖面广、高度自动化和高精度监测地表变形的能力，已成为具有很大潜力的空间对地观测新技术。

详细推导了合成孔径雷达差分干涉测量( d-insar) 技术的基本原理，分析了d-insar技术在矿区沉陷监测中的问题，并结合新技术对存在的问题提出了解决方案，从而使d-insar技术可以对煤矿区地面沉陷得到更有效的监测。

关键词：合成孔径雷达；差分干涉测量；开采沉陷；监测0 引言我国作为一个煤炭资源开采大国，煤炭资源开采造成大面积的地表形变，不仅对地表的建筑物、道路、农田造成不同程度的破坏，而且影响了矿区和周边地区的生态环境。

及时、准确地监测矿区地面沉陷及其发展过程是煤矿区面临的重要任务。

近年来，迅速发展起来的合成孔径雷达差分干涉测量(d-insar，differential interferometric synthetic aperture radar)技术可以高精度监测地表的微小地形变化[2]，是水准测量和 gps 测量的有效补充，将其应用到矿山开采沉陷监测当中，可以对地下煤炭开采引起的地表变形进行自动化、全天候、连续空间覆盖的监测。

由此可见，应用 d-insar 技术进行矿区地表形变监测将是今后矿区地表形变监测发展的趋势。

1. d-insar技术提取地表形变的基本原理d-insar技术是以合成孔径雷达复数据提取的相位信息为信息源获取地表三维信息和变化信息的一项技术。

图1是差分干涉测量的成像几何示意图。

假设a1和a2是第一次干涉处理时的卫星成像天线，p点地表未发生形变，则其获得的是不包含地形形变的干涉相位，称其为干涉纹图1； a1和a2′是第2 次干涉处理时的卫星成像天线,且在a2′成像前,地表p点出现了微量形变，其获得的是包含了地形形变相位和其他相位的干涉相位，称其为干涉纹图2；可利用干涉纹图1和干涉纹图2干涉相位之差来获取反映地表沿雷达视线向移动的形变相位。

D-InSAR在济宁矿区地面沉降监测中的应用

D-InSAR在济宁矿区地面沉降监测中的应用刘传富【摘要】合成孔径雷达差分干涉测量技术(differential interferometry synthetic aperture radar,D-In-SAR)已在矿区地表沉降监测中得到广泛的应用.论文选取2景2009-01-10-2009-02-25覆盖济宁矿区的L波段的ALOS PALSAR影像.基于SarScape软件对研究区进行双轨差分干涉处理,得到一系列结果图;选取两个沉降明显的区域进行精细化分析;结合GIS软件得到整个研究区的沉降分布以及各沉降区在监测时间段内的沉降量和沉降面积等信息.研究表明:利用双轨D-InSAR技术可以获取研究区沉降的整体分布情况和具体煤矿区开采引起沉降量和沉降影响范围等信息,从而为治理煤矿区开采引起的地面沉降情况提供一定的技术支持和经验借鉴.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2018(032)002【总页数】6页(P239-244)【关键词】矿区;地面沉降;合成孔径雷达差分干涉测量【作者】刘传富【作者单位】山东省第一地质矿产勘查院,山东济南250002【正文语种】中文【中图分类】P2580 引言煤矿开采给人们带来巨大物质财富的同时,也在毁坏着各种建筑、工程、交通设施和农田,给人们的生产和生活带来了一定的负面影响。

由于采矿引起的地面沉降和塌陷是矿山开采地区经常发生的一种破坏性灾害,也是我国最重要的地质灾害类型之一[1]。

因此,对煤矿区进行有效的地面沉降监测是非常必要的。

合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)是在InSAR的基础上发展起来的,具有全天时全天候、面状监测、穿云透雾、覆盖面积大、时空分辨率高等优点,在地表形变监测方面具有不可替代的优势和极大的发展潜力,大量研究与应用实例表明,其能够应用于矿区长期缓慢的地表形变监测[2]。

2008年,张景发等[3]处理了河北省武安矿区1992年以来的数十景JERS-1和ENVISAT数据,分析了该矿区沉降区域和沉降量的演变过程。

dinsar技术在地面沉降监测中的应用分析

2020 年第 3 期
159
西部探矿工程
DInSAR 技术在地面沉降监测中的应用分析
焦昊*
（山西煤炭进出口集团有限公司，山西太原 030006）
摘
要：公路、铁路、地铁、煤矿等工程施工过程对地层造成一定的扰动，从而导致地层应力和承载力
发生变化，导致地面出现不均匀沉降，影响到生产安全。因此，必须加强施工地面沉降监测。DIn⁃
计掘进进尺为 92301m，累计产量为 1772.5×104t。见图
前常用的方法行差干涉方法有两轨法、三轨法和四轨
1。
法。两轨法是使用两幅雷达的影响资料和对应地区的
山西霍尔辛赫煤矿连续开采七年以后，矿区采空
外部数字高程模型进行对比，先将两幅雷达影像信息
区出现地面沉降问题。每开采 4000t 煤就要塌陷土地
增强后的差分干涉图（图 5）、相干图（图 6）、相位解缠图
（图 7）以及沉降图（图 8）。
图1
通过图 4 和图 6 可以看出沉降区对应的影响相干
矿区划分示意图
表1
ALOS PALSAR 影像参数
干涉对象
时间
中心经度（°）
中心纬度（°）
中心斜距（m）
中心入射角（°）
主影像
2010-02-25
116.492
中图分类号：P58 文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2020)03-0159-04
DInSAR 技术最早起源于 20 世纪 60 年代，是 SAR
图。三轨法顾名思义就是用三幅雷达影像信息组成两
与天文测量技术结合是地形+形变对，两
修回日期：
2019-07-26
作者简介：焦昊（1987-），男（汉族），山西长治人，

D_InSAR技术应用于矿区开采沉陷的监测分析_刘慕溪

Ｄ－ＩｎＳＡＲ技术应用于矿区开采沉陷的监测分析刘慕溪1刘冬2（1.广东省核工业地质局测绘院广东广州510800；2.株洲市规划设计院湖南株洲412000）摘要：文章分析了合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）相比较于传统监测手段的优势，作者采用二轨法D-InSAR技术，利用西山煤电古交矿区2个时段的TerraSAR-X数据，获取了该矿区试验时间段内的地面形变图，指出了处理D-InSAR数据过程中发现的一些问题，并对该技术用于监测矿区地表沉降进行展望。

关键词：D-InSAR；二轨法；矿区地面沉降；数据处理0引言合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术诞生于20世纪60年代末，它是由雷达影像复数据推导出的雷达信号的信息作为信息源，并利用这些相位信息提取地表三维信息的一项技术。

InSAR技术是利用获得的同一区域的SAR复数影像，对同一个地物的回波信号进行干涉，确定该地区的干涉纹图，并且对相位信号进行分析，确定该区域的DEM或是形变信息。

D-InSAR是在InSAR技术上进一步发展而来的，通过比较两幅或多幅同一地区的SAR影像的相位变化（干涉图），从干涉图导出视线方向距离的变化，从而反推出地表形变，因此可以用来监测地表目标的水平和垂直运动。

合成孔径雷达干涉测量具有全天时、全天候、广覆盖、高分辨率等优点，在地表形变的相关领域中得到了广泛的应用。

1989年美国人Gabriel等人利用Seasat L波段SAR数据测量了加利福尼亚东南部的英佩瑞尔河谷灌溉区的地表形变［1］，首次论证了D-InSAR技术可以用于监测厘米级的地表形变。

之后，到20世纪90年代后期，部分学者通过实验证实D-InSAR技术对地球表面形变监测的精度可以达到毫米级。

但是目前来看，D-InSAR技术具有仪器噪声、卫星轨道误差、大气延迟、时间去相干、空间去相干、外部DEM估计误差、残差地形相位以及处理过程中的误差等；煤矿区的植被覆盖变化引起的地表反射特性变化，导致干涉相位在时变和地面散射体失相关，有时甚至得不到有用的干涉图［2］。

DInSAR技术在开采沉陷监测中的应用(1)

Ｓｔｅｉｎｋｏｈｌｅ９９６
ＡＧ（ＤＳＫ）曾用差分干涉技术对Ｒｕｈｘ’ｇｅｂｉｅｔ地区由于煤炭地
下开采导！致的地表变形进行临测，通过利用ＴＪ星雷达差分十涉技术对Ｒｕｔｕ・ｇｅｂｉｅｔ地区的地表变形：ｌ｛ｆ测取得Ｊ，令人满意的结果…。
１
Ｄ～ＩｎＳＡＲ技术基本原理
图Ｉ
Ｄ－ＩｎＳＡＲ几何示意图
如图１所尔为雷达差分干涉测量的几何示意图。假设Ａ．和Ａ：足第一次干涉处理时的甲星成像天线，Ｐ点地表术发生形变，则其ｉ犬得的足不包含地形彤变的十涉相位，称其为干涉纹幽ｌ：Ａ．＊ｈＡ！’足第２次｝二涉处理时的一卫星成像天线，几．九沁’成像前，地表Ｐ点…现了微量彤变△ｒ。ｊｅ获得的足包含Ｊ，地形形变相位和ｊｅ他相一他的十涉｛Ｈ位，称填为干涉
（１）
式中，６西．为地表未发生形变的十涉相位．Ｂｕ为半行十桃线向基线分量．在地表发生形变后，点Ｐ沿雷达视线向移动△，‘后获取的干涉相位为：６击：＝－４Ⅱ’Ｂ¨’／＾一４Ⅱ△“Ａ式中．ｄ曲。为地表笈生形变后的十涉相位，Ａｒ为视线向形变量。由视线向形变量Ａｔ６Ｉ起的相位为：ｄ西ｔ＝－４Ⅱ△ｒ／Ａ＝６西ｚ—ＢＨ’ｄ０－／Ｂ日式中，Ａｒ为视线向形变量，６士一为形变量引起的干涉相位。（３）武右边的各量可由干涉纹目的相位和轨道参数计算得到，进面可确定幽像每点的＝ｌ！已线向彤变量Ａｒ。求ｍ斜距向彤变量后．使可通过分解得到水甲形变量和垂直形变量。
１／９两颗卫星构成双星串联模式．对同一地区的屉短覆盖周期为１天，保证了
两景ＳＡＲ图像之间具有赶好的相干性。本次实验选取了１９９７年９月１４同和１９９７年１０月ｌｇ日两景ＥＲＳ１／２ＳＡＲ模式数据，用于获取彤变前的地形信息．同时选取了１９９８年５月１７ｌＪＳＡＲ模式数据，用于获取地形信息和形蛮信息。表１矿区ＥＲＳ一１／２ＳＡＲ数据参敷

InSAR技术在矿区地面沉降监测的应用探讨

InSAR技术在矿区地面沉降监测的应用探讨作者：钟鑫徐国彬黄淑玲来源：《中国科技博览》2014年第18期[摘要]本文结合合成孔径雷达差分干涉测量技术监测地面沉降的原理、步骤进行研究，分析了InSAR技术在矿区沉降监测中的发展潜力和技术难点，并结合最新短基线集干涉处理技术，削弱大气延迟误差、DEM误差、相位解缠误差等，提高了监测精度。

因此，对合成孔径雷达差分干涉测量监测地面沉降的理论与应用技术的研究，具有重要的实用价值和社会意义。

[关键词]合成孔径雷达差分干涉测量干涉相位解缠中图分类号：TD325 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）18-0376-01随着经济的快速发展，社会面临着对矿产资源的空前巨大需求，由于地下矿产资源的开采引起采空区周围岩体的自然应力及其上覆岩层内部的原始应力的平衡状态遭到破坏，岩体需要经过重新排布以重新达到应力平衡，从而导致岩层的移动与变形引起地表移动或塌陷。

矿区地面沉降的危害主要表现为房屋、道路及公共基础设施的损毁，对农田、水资源造成污染等，对居民日常生活造成严重影响。

因此，亟需采取适当的方法对采矿区地面形变灾害进行监测、治理和修复。

矿区地表沉降监测方法主要有水准测量、GPS地形测量、摄影测量等，常规的测量方法基于对控制点的监测获取空间形变。

对于矿区大面积的变形监测，需要布设足够的控制点，通过数据内插法绘制出沉降面，受时间和天气条件影响较大，观测周期长，而且无法保证内插数据的精度。

本文通过研究合成孔径雷达差分干涉测量在监测大范围矿区地面沉降的理论与应用，对其精度与可靠性进行分析，为矿山动态监测提供数据支持。

InSAR获取形变的基本原理与处理流程InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar，合成孔径雷达干涉）是一种新型的主动微波遥感技术，它通过分析同一地区两次或多次成像的雷达差分相位和成像几何条件来建立三维地形或监测地表变形。

D-InSAR技术在矿区地表沉降监测中的应用研究

D-InSAR技术在矿区地表沉降监测中的应用研究马海涛1李辉2刘勇峰2王云海1（1. 中国安全生产科学研究院矿山所，北京100012 2.北京科技大学北京100083）基金项目:国家“十一五”科技支撑计划课题(2007BAK24B01-5);国家自然科学基金面上项目(51074142)摘要：利用欧空局ENVISAT ASAR雷达数据,获取了SAR影像的干涉条纹并结合SRTM DEM数据，分别采用了二路差分和三路差分对武安市下团城村铁矿区域地表沉降进行监测，获得了区域内的最大沉降值和沉降带分布情况，初步探索了无目标、无时域、大范围、高精度的对地表进行沉降监测的方法，得出了影响最终结果精度的主要因素。

关键字：地表沉降；遥感监测；雷达差分干涉测量；相位解缠The Study of D-InSAR for Diggings Land subsidence MonitoringMa Hai-tao Engineer(China Academy of Safety Science&Technology, Beijing 100012, China)Abstract: The interference stripes of SAR image was obtained using the European Space Agency ENVISA T ASAR radar data. Through the monitoring of ground settlement in Xiatuancheng village iron mine in Wuan city by means of two-pass and three-pass differential interferometry method, the maximum settlement value and the distribution of subsidence zone were determined, combined with the SRTM DEM data. The technology of large range and high accuracy settlement monitoring without target, time and area was preliminarily studied and the main factors affecting the accuracy of final results were obtained.Keyword: Land Subsidence;Telemetry ; D-InSAR; Phase Unwraping0 引言地表沉降是目前存在于世界范围内的一种重大灾难，许多地表快速沉降是由人类活动引起的,例如地下流体开发,采矿活动[1]等，地面不平均的沉陷甚至坍塌会引起建筑物和工业设施的损坏，造成很大的经济损失[2]。

DInSAR技术在某煤矿集中开采区地表形变监测中的应用

DInSAR技术在某煤矿集中开采区地表形变监测中的应用汪娟;郭金城;刘东烈;岳发政【摘要】六盘水市地处贵州省西部,境内矿产资源丰富,是贵州省典型的集中采矿区.受其地质环境、自然地理、矿产资源开采活动影响,境内地质灾害频发.差分合成孔径雷达干涉测量技术(DInSAR,Differential interferometric synthetic aperture radar)相比传统的基于离散点的监测手段,具有全天候、全天时、覆盖面广、低成本的优势.文章选取了六盘水市盘州市某煤矿集中开采区为试验区,基于两景ALOS PALSAR2数据,利用DInSAR技术,监测到12个形变区域,与分布在研究区域的12个地下采矿区域相对应.同时监测结果与实地核查结果相一致,形变区域与矿区的位置、范围及采矿进程资料相一致,进一步验证了监测结果的可靠性.【期刊名称】《居业》【年(卷),期】2017(000)007【总页数】3页(P29-31)【关键词】差分合成孔径雷达干涉测量(DInSAR);形变监测;应用【作者】汪娟;郭金城;刘东烈;岳发政【作者单位】贵州省第一测绘院,贵州贵阳 550025;贵州省北斗导航位置服务中心,贵州贵阳 550025;贵州省第一测绘院,贵州贵阳 550025;贵州省北斗导航位置服务中心,贵州贵阳 550025;贵州省第一测绘院,贵州贵阳 550025;贵州省北斗导航位置服务中心,贵州贵阳 550025;贵州省第一测绘院,贵州贵阳 550025;贵州省北斗导航位置服务中心,贵州贵阳 550025【正文语种】中文六盘水市地处贵州省西部，境内岩溶地貌发育，山峦众多，绵延起伏，地势西北高、东南低。

全市矿藏储量丰富，矿种较多，开矿历史悠久，其中煤炭最多，分布广泛，煤类较为齐全，是国内著名的煤田。

受地质环境、自然地理等条件的影响，加上矿山开采等人类活动的加剧，该区域地质环境受损，地质灾害频发。

六盘水市是贵州省发生地质灾害较为严重的区域，主要地质灾害类型有地裂缝、滑坡、泥石流、崩塌和地面塌陷等[1]，地质灾害分布范围较广，严重威胁到人民生命财产以及基本设施的安全和稳定。

InSAR技术在矿山采空塌陷调查中的应用

InSAR技术在矿山采空塌陷调查中的应用摘要：本文以安徽省淮南煤矿区为例，编程订购10期RadarSAT-2雷达影像数据，采用D-InSAR技术，获取了采空塌陷的范围与沉降速率。

结果表明：1.D-InSAR技术可以有效地识别出光学遥感未能识别的潜在或未稳沉的塌陷区，经实地调查，结果真实可靠，与野外具有一致性。

2.可以定量估算出采空塌陷区的沉降速率，本区最大沉降速率为4.9cm/24天。

3.InSAR技术在地下开采监测方面与传统的测量技术相比，表现出极大的优势，具有快速、准确、大范围、成本低的特点，应用前景广阔。

关键词：采空塌陷；InSAR；遥感RadarSAT-2前言矿产资源的开采造成的采空塌陷对生态环境造成一定影响，成为严重制约矿区可持续发展的重要因素，它不仅破坏土地资源、导致生态环境恶化，而且影响人民的生产、房屋生活设施，进而诱发一系列社会、经济问题（图1、图2）。

当前，生态文明建设已成为社会关注的热点，如何对生态环境进行恢复，如何快速的识别采空塌陷区的范围和沉降速率，成为治理和监测的首要目标。

常规的水准测量、GPS测量监测矿区采空塌陷的技术存在监测周期长、成本高、无法达到区域全覆盖监测等问题。

近些年发展起来的合成孔径雷达干涉测量技术（Inter-ferometric SAR，InSAR）具有全天时、全天候的特点，可以从空间直接获取大范围、高精度的形变信息、高效可重复的动态监测，广泛地应用到地表形变、采空塌陷、地震形变、冰川移动、火山运动以及山体滑坡等方面。

InSAR 技术可以快速、准确、省时的监测到塌陷区的动态变化，节省大量资金，和传统的测量方式相比，有很大的优越性（表1）。

本文以淮南煤矿区为例，采用二轨法对研究区采空塌陷进行信息提取与分析，为掌握和治理采空塌陷区提供基础资料与技术支持。

1.研究区概况和以往形变概况研究区位于安徽省淮南市，坐标范围为东经114°50′～118°10′、北纬32°20′～34°40′之间。

D-InSAR技术在矿山开采沉降形变监测中的应用

D-InSAR技术在矿山开采沉降形变监测中的应用刘慕溪【期刊名称】《《北京测绘》》【年(卷),期】2019(033)011【总页数】4页(P1365-1368)【关键词】D-InSAR; 矿山沉降; 形变监测【作者】刘慕溪【作者单位】广东省核工业地质局测绘院广东广州510800【正文语种】中文【中图分类】P2580 引言D-InSAR技术,即合成孔径雷达差分干涉测量技术,是在InSAR技术上拓展而来,通过两幅或以上的干涉图和高精度DEM(数字高程模型)进行地表微小形变测量,因此具有精度高、自动化、全天候、连续动态实时监测的优点而广泛的应用于不同领域的形变监测中[1-3],如地震监测[4-6]、火山地表移动监测[7-8]、冰川漂移监测[9]、城市地表沉降监测[10-12]和滑坡形变监测[13-14],均取得了较好的监测成果。

冯婷婷使用D-InSAR技术对神东矿区开采沉陷形变进行了监测,获得了矿区长时序干涉形变系列图,并成功的分析了矿区开采形变规律,为该矿区的安全生产提供了基础[15];闫大鹏使用D-InSAR技术对开滦矿山开采沉降研究,构建了“矿山开采——开采沉陷”的时空关系模型,指导了矿山安全生产[16]。

本文分析了二轨法D-InSAR获取研究区地表形变信息的原理以及数据处理流程,以研究区2景影像为基础,结合外部高精度DEM,讲述了二轨法差分干涉处理流程,并分析了研究区沉降分布特征、沉降量变化规律,为矿山安全生产提供可靠的参考资料。

1 二轨法D-InSAR的基本原理和数据处理流程1.1 二轨法D-InSAR的基本原理二轨法D-InSAR是以研究区域地表前后两幅SAR影像为基础生成干涉图,结合外部高精度DEM数据模拟,制作成研究区域的干涉相位图,进而将地形相位信息和平地效应去除,就可获得研究区域的地表形变信息[6]。

如图1所示,假设SAR两次过境时地面点P在视线上发生ΔR(ΔR=PP＇)的形变量,将形变相位标记为ψdef,雷达波长为λ,此时ψdef=4πΔR/λ(1)图1 二轨法D-InSAR工作原理示意图1.2 D-InSAR形变监测方法及数据处理流程地壳表层高程变化的诱导因素较为复杂,根据营力变化可分为地壳自身的运动和人为活动诱发的运动,无论是何种诱因导致地表高程发生变化,在所获的SAR影像干涉相位信息中均有地表形变信息的反映,而D-InSAR技术可以很好的解析出地表形变引起的微小相位变化,进而获得二对SAR影像成像期间的地表形变信息,通过相应的数据处理流程,就可以获得某一点的形变量,为城市规划、建设、地质灾害防治等提供可靠的实时动态监测数据[3]。

d-insar在矿区土地塌陷范围的监测应用

图1二轨法、四轨法干涉测量基本原理图2三轨法干涉测量基本原理“二轨”法干涉测量数据处理流程“二轨”法是利用另外获取的DEM数据来消除地形因素的影响，从而得到形变信息。

“二轨”法主要有以几个步干涉图像对的配准、滤波处理，生成干涉纹图；点进行重采样，利用轨道参数进行坐标转换，将数据转换到可使用坐标系统，从而得到DEM数据相位值；DEM模拟的干涉纹图去除干涉纹图中的地形值；将去除地形效应的干涉纹图转换到地理坐标系统。

法的具体数据处理流程如图3所示。

图3二轨法干涉测量数据处理流程D-INSAR在矿区土地塌陷范围的动态监测应用本次的实验矿区的范围长约为50千米，宽约为，其范围涵盖了整个的试验矿区。

文选TerraSAR-X卫星于2011年11月至2012年1月之间所获得的SAR影像进行合成孔径卫星差分干涉测量以监测该矿区土地塌陷范围的研究。

TerraSAR-X在距地514米高的极地轨道上围绕地球运转，可收集高质量的段雷达数据，卫星的运行不依赖气象条件、云层覆盖和照分辨率可达1米[6]。

本实验选取了四景雷达影像作为备选数据，其成像时间分别为2011年11月21日，2011年12月2日，2011 13日和2012年1月4日。

通过时间基线，空间基线的综合对比分析，最后选取2011年11月21日的成像影像作为主图像，2012年1月4日的成像影像作为辅图像进行差分干涉测量的实验研究数据，对实验区的土地塌陷范围进行监测。

该影像为单视斜距复影像，是雷达信号聚焦形成的最基本的影像，该影像数据内容丰富，其中就能提取出本实验的关键数据———振幅及相位信息。

该影像原图4土地塌陷范围(整区)图5土地塌陷范围(局部)从图中可以发现，主要的试验形变区域分布都比较集中，主要分布于影像的中部偏东北区域。

4结论及展望试验的最后的形变的结果在上一节中已经做了介绍，结果表明，应用该方法可对矿区塌陷范围进行监测。

同时也要意识到形变结果不仅仅是由于采矿活动导致的土地的塌陷，也包含其他因素影响，如山体滑坡、塌方导致的地表的下沉。

InSAR技术用于矿区大量级塌陷监测研究

长安大学硕士学位论文InSAR技术用于矿区大量级塌陷监测研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：大地测量学与测量工程指导教师：***20110616摘要合成孔径雷达干涉测量（ＩｎＳＡＲ，ＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ）是２０世纪９０年代末在ＳＡＲ的基础上发展起来的一种新型空间对地观测技术，它利用ＳＡＲ的相位信息获取高精度的地形信息以及形变信息。

该技术以其全天时、全天候、自动化程度高、时间跨度灵活等特点，在监测地表微小形变方面具有独特的优势。

但是，采矿区域的地面沉降量级大、地表活动频繁、时间去相干等因素较严重，使得ＩｎＳＡＲ技术用于煤矿开采塌陷区域的形变监测面临巨大挑战。

本文针对ＩｎＳＡＲ技术用于矿区塌陷存在的特殊性和局限性在算法上进行了研究和改进，以期提高矿区塌陷监测的精度，并通过反演来解释塌陷的原因与规律。

研究的内容包括以下几个方面。

首先，介绍了ＩｎＳＡＲ、差分ＩｎＳＡＲ以及小基线集技术的原理与处理流程。

比较了Ｌ波段ＡＬＯＳ数据与Ｃ波段ＥＮＶＩＳＡＴ数据对矿区塌陷监测能力，并通过实验对比相同覆盖范围和相近时间跨度内不同数据对矿区塌陷监测的情况，分析两种数据对矿区沉陷监测的适用性。

其次，本文以神东煤田的上湾煤矿和补连塔煤矿区为例，利用小基线集方法获取了ＡＬＯＳ数据自２００６年１２月到２００９年８月期间的塌陷时间序列，为了对比分析，还获取了ＥＮＶＩＳＡＴ数据自２００７年６月到２０１０年９月的塌陷时间序列。

通过计算累积塌陷面积和做剖线等手段，总结煤矿开采塌陷的一些规律。

第三，为了研究煤矿塌陷的机理，利用均匀弹性半空间的矩形位错模型结合矿区采掘工程图反演了补连塔煤矿的位错张量，并分析了采矿深度、采矿厚度以及位错张量之间的关系，从而认识了矿区塌陷的变形规律，这将对灾害的防治预报以及煤矿的合理开采均具有明显的指导意义。

最后，针对常规ＩｎＳＡＲ技术对大量级塌陷监测的局限性提出了三种改进方法：一是通过剔除配准偏移量粗差来提高配准精度，从而提高形变监测的精度；二是利用全分辨率和距离向内插干涉的方法增大ＩｎＳＡＲ的最大可探测形变量；三是结合矩形位错正演模型，利用“移去恢复法＂对相位残差进行解缠，从而提高煤矿塌陷的监测精度与量级。

D- InSAR 技术在矿区开采沉陷变形监测中的应用

D- InSAR 技术在矿区开采沉陷变形监测中的应用作者：刘哲，吴洪涛，刘潇鹏来源：《科技创新与生产力》 2015年第7期刘哲，吴洪涛，刘潇鹏（安徽理工大学测绘学院，安徽淮南 232000）摘要：通过研究D-InSAR技术测量原理以及技术优势，分析了GPS与D-InSAR的技术特点与互补性，探讨了GPS与D-InSAR技术融合的理论与方法，提出了利用GPS与D-InSAR融合技术监测矿区地表形变的有效手段。

关键词：D-InSAR；GPS；地表变形移动中图分类号：TD325.4；P225.1 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1674-9146.2015.07.082收稿日期：２０15－03－09；修回日期：２０15－06－10作者简介：刘哲（1987-），男，安徽淮南人，在读硕士，主要从事矿区变形监测研究，E-mail：312490795@。

研究地下煤炭开采沉陷引起的地面沉降，必须采用合理的监测手段来获取地面沉降的位置、范围和幅度，从而减弱并控制开采沉陷破坏带来的危害，保证煤矿区的可持续发展。

传统矿区开采沉陷地表变形监测手段，主要都是通过布设离散点来监测矿区工作面的变化，观测结果只能反映测站点的变形量，很难得到监测区域的整体变形结果。

合成孔径雷达差分干涉测量（Diferential Interferometric Synthetic Aperture Radar，D-InSAR）技术作为新兴的空间对地观测技术，具有高分辨率、高精度、低成本、快速准确以及大尺度连续覆盖的能力，对地表微小变形监测非常敏感，成为未来煤矿区开采沉陷变形监测的有效手段。

因此，笔者对传统地表形变观测技术与合成孔径雷达差分干涉测量进行的对比分析，试图提出一种进行矿区开采沉陷变形监测的有效实用方法。

1 D-InSAR合成孔径雷达差分干涉测量基本原理D-InSAR技术是对InSAR测量技术的进一步发展，它是以合成孔径雷达复数图像的相位信息获取地表形变信息的技术[1]。

浅析D_InSAR在煤矿开采沉陷监测中的应用

浅析D -I nS AR 在煤矿开采沉陷监测中的应用3李晶晶,郭增长(河南理工大学测绘与国土信息工程学院,河南焦作　454000)摘要:文章通过分析合成孔径雷达差分干涉测量(D -I nS AR )技术在矿区的应用,为矿区开采沉陷监测怕进一步研究和应用提供新的技术方法,从而弥补常规沉陷监测技术的不足,为开采沉陷预计等提供更多数据。

该文分析了国内外合成孔径雷达干涉测量(I nS AR )和D -I nS AR 技术发展及其在矿区地表沉陷监测中的应用成果和存在的问题,提出一些解决方法,并为实现煤矿区开采沉陷实时动监测等提供技术支持。

关键词:差分干涉技术;开采沉陷;矿区监测中图分类号:T D327 文献标识码:B 文章编号:1001-358X (2006)02-0079-03 3河南省创新人才工程项目(编号:2005KYCX013) D -I nS AR 技术是微波遥感的一个重要应用,通过与差分干涉技术相结合,可提供厘米级或更微小的地球表面形变监测,如地震形变、火山运动、大气变化、冰川漂移、地面沉降以及山体滑坡等的监测,其观测精度已经达到厘米甚至毫米级。

另外还具有全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖特征的特点,能够提供矿区短周期内空间连续曲面的形变信息,可满足沉陷监测要求,弥补地面传统测量离散点的不足,监测成本低;图像的空间分辨率一般在10m 到30m ,可提供矿区高水平和垂直分辨率的三维数字模型;获取一幅图像的时间一般为3到35天,监测周期短,是现有的沉陷监测手段的有益补充。

1　D -I nS AR 测量的基本原理概述D -I nS AR 技术是I nS AR 技术的扩展,相干成像也是雷达干涉测量的出发点,通过在星载或机载的雷达天线(单天线或是双天线),现在一般采用星载系统主动向地面目标发射电磁波,并接收地面目标的后向散射回波,由于两幅天线和观测目标之间的几何关系,同一目标对应的两个回波信号之间产生了相位差,通过图像的联合处理提取相位差图,即干涉图,干涉纹图中包含了斜距向上的地面点与两天线距离差的精确信息,这种差值包含大气延迟影响、平地效应、地形起伏、噪声以及两次成像过程中地表发生的细微变化,基于对干涉图的进一步处理和分析,来提取地表的信息的技术。

双轨D-InSAR在矿区地面沉降监测中的应用

双轨D-InSAR在矿区地面沉降监测中的应用刘同文;高腾飞;于广婷;徐进达【摘要】合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar,D-InSAR)已成为监测矿区地表沉降的有力工具之一.文章选取2景2004-12-26-2005-01-30覆盖济宁矿区的C波段的ENVISAT ASAR影像作为干涉对,首先对整景影像进行差分干涉处理,得到D-InSAR一系列结果图,然后选取沉降明显的葛亭矿区进行精细化研究,结合GIS软件叠加数字正射影像图DOM、开采平面图和矿区边界图等进行空间分析.结果表明:双轨D-InSAR技术可以对矿区的沉降分布进行有效的探测与定位,且能对矿区的沉降程度进行监测.【期刊名称】《地矿测绘》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】4页(P7-10)【关键词】矿区;地面沉降;合成孔径雷达差分干涉测量;GAMMA【作者】刘同文;高腾飞;于广婷;徐进达【作者单位】山东省地质测绘院,山东济南250002;山东科技大学,山东青岛266590;山东省地质测绘院,山东济南250002;山东省地质测绘院,山东济南250002【正文语种】中文【中图分类】P237Abstract：D-InSAR is one of the useful techniques for monitoring the ground subsidence.Two C-land ENVISAT ASAR images from December26th，2004 to January 30th，2005 were selected as interferometrypair.First of all，the total image were processed and a series of maps were obtained，then the DOM，mining plan and mining boundary map in Geting mining area were performed for the spatial analysis in GIS.The results show that the technology of double-track D-InSAR can be used to effectively detect and locate the subsidence distribution in the mining area，and monitor the degree of subsidence in the mining area.Key words：mining area；ground subsidence；D-InSAR；GAMMA目前，国内煤矿开采的地面沉降监测方法主要有传统大地测量、精密水准测量、近景摄影测量、GPS、三维激光扫描等，地表移动变形观测站的设置以剖面线形式为主，监测数据为离散监测点的形变信息，只能对监测点绘制出的沉降剖面曲线图进行分析[1]。