D-InSAR技术在地面沉降监测中应用

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。

差分干涉测量(D—InSAR)技术在矿区地面沉降监测中的应用

对６景覆盖济宁某矿区的ＥＮＶＩＡＴＡＡＲ数据ＳＳ
位信息。由于在所获取的相位信息中，含有大气延迟、轨道误差、平地效应、地形起伏、目标两次成像
过程中的微小形变及噪声信息，此， —ｎＡＲ的因ＤＩＳ
转换，到差分干涉图、强干涉图、干图、得增相以及
＞涉田计 —去相配线理像地位地准噪程影计『．算估缠码基解编 — 滤司波生图平 — 效 ◆ — — —
５・４
ＧＮＳＷｏｌｆＣｈｎ／００５Ｓｒｄｏｉａ２１．
波、地效应消除、平干涉条纹滤波和相位解缠，高相
地面形变图，通过进一步后处理得到地面沉降分布
图。ＩＳｎＡＲ数据处理的基本流程如图１示：所
的一个过程。
１基本原理
１１ＩＳＲ及差分干涉测量（－ＳＲ的基本原理．ｎＡＤＩＡ）ｎ
收稿日期：０００ — ３２１ — ８１
・
１２双轨法和三轨法数据处理流程．
差分干涉测量数据处理，过配准、经重采样、滤
即为两次成像的相位差测量值，据两次成像的相根位差与地面目标的三维空间位置之间存在的几何关系，利用飞行轨道的参数，可测定地面目标的即三维坐标，它可以用来提供大范围的高精度数字高

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］。

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]。

D-InSAR与PS-InSAR技术应用于苏州地面沉降监测之比较

D-InSAR与PS-InSAR技术应用于苏州地面沉降监测之比较
D-InSAR与PS-InSAR技术是目前比较常用的两种区域地面沉
降监测方法。

在苏州地面沉降监测中，这两种方法也被广泛应用，但是它们各自具有优点和缺点。

D-InSAR技术是基于大规模的SAR数据集，通过计算不同时
期内的SAR影像间的相位差来获得地面沉降情况。

这种方法
具有高时间分辨率，能够快速检测地面沉降的变化趋势。

但是
D-InSAR技术在地面沉降监测的准确性上存在一定的局限性，因为这种技术仅能够检测表层地面的变化情况。

相比之下，PS-InSAR技术具有更高的准确性。

它通过利用多
时期SAR影像的星点合成来获取地表变形状态，能够有效避
免大气影响和不同时间影像的相位不一致问题。

但是PS-InSAR技术需要进行高精度的监测处理，因此需要消耗更多的时间和资源。

总体而言，D-InSAR技术和PS-InSAR技术在苏州地面沉降监
测中都能够提供有用的信息，但是应用场景各有不同。

若是需要快速监测地面沉降的变化趋势，可选择D-InSAR技术；若
是需要高精度的地面沉降监测结果，则应选择PS-InSAR技术。

在实际应用时，可以根据具体监测的目的和需求选择合适的方法，从而更好地实现地面沉降监测。

InSAR技术在地面沉降监测中的应用

InSAR技术在地面沉降监测中的应用作者：李红英来源：《电子技术与软件工程》2015年第22期摘要介绍SAR、InSAR、D-InSAR的发展状况，以及InSAR、D-InSAR的基本原理。

然后通过实例介绍InSAR、D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用。

最后对InSAR技术的应用前景进行了探讨。

【关键词】InSAR D-InSAR PS-InSAR 地面沉降监测我国发生地面沉降灾害的城市已超过50个，全国城市地面沉降量并在逐年增长趋势。

地面沉降的过程一般都是循序渐进的、长时间累积而形成的地质灾害，且不可逆转，恢复困难，严重影响到城市建设的发展，是制约区域经济持续发展并对人民生命财产安全产生威胁的重要因素之一。

因此，及时准确地监测地面沉降及发展过程具有重要意义。

合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）是在20世纪60年代末出现的，研究阶段是在80年代开始的，至今三十多年的研究发展，其应用也越来越被认可。

其中，差分合成孔径雷达干涉技术D-InSAR（Differential Synthetic Aperture Radar Interferometry）在提取地表形变量时是利用多个时相SAR复数图像的相位信息进行的，其精度已达到cm量级。

“第八届国际地面学术会议研讨会”于2010年10月在墨西哥克雷塔罗市召开，对近5年来在地面沉降研究的成果做了总结。

该会议在讨论地层位移和地表监测技术时，证实了InSAR 技术在地表变形监测方面得到了快速发展和应用。

且已有诸多成果，地区已经包括美国、英国、德国瑞士、墨西哥、意大利等大多数国家。

1 InSAR、D-InSAR、PS-InSAR基本原理获取SAR干涉数据主要有三种方式：SAR交轨干涉测量（XTI）、SAR顺轨干涉测量（ATI）、SAR重复轨道干涉测量（RTI）。

与前两种干涉测量不同，重复轨道干涉测量只要安装一副天线，来获取数据。

以其为例，对干涉SAR的工作原理进行简单介绍。

D-InSAR 技术在地面沉降监测中的应用

D-InSAR 技术在地面沉降监测中的应用
荆创利;刘琪;张超
【期刊名称】《四川建筑》
【年(卷),期】2007(027)006
【摘要】合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术作为一种新型的对地观测技术,已经成为国内外遥感领域的研究热点.文章根据InSAR及差分干涉测量的基本原理,详细分析了雷达差分干涉测量(D-InSAR)应用在地面沉降监测中存在的问题,并提出了一些解决措施.
【总页数】3页(P102-103,105)
【作者】荆创利;刘琪;张超
【作者单位】西南交通大学测量工程系,四川成都,610031;四川省电力设计院,四川成都,610000;西南交通大学测量工程系,四川成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】P225.1
【相关文献】
1.D-InSAR技术在阿干镇矿区地面沉降监测中的应用 [J], 王天祥;马金辉;王凯;胡向德
2.D-InSAR技术在岱庄生建煤矿地面沉降监测中的应用 [J], 李永超;高腾飞;李建军;佟文亮
3.D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用与发展前景 [J], 李小红;刘元
4.D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用 [J], 王珍
5.试论D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用 [J], 陈剑健
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基于D—InSAR的地表沉降监测技术应用

Ｓｅ３
现
代
矿
业
Ｍ０ＤＥＲＮＭＩＮＩＮＧ
总第５３４期２０１３年ｌ０月第１Ｏ期
基于Ｄ — ＩｎＳＡＲ的地表沉降监测技术应用
张晓庆陈广平刘勇锋王孝虎
建立观测站，采用精密水准测量、三维坐标测量、
ＧＰＳ测量、数字近景摄影测量等进行定期观测，获取特定开采区上方地面的动态沉降变形数据。这些常
定的时间间隔和轻微的轨道偏离（一般相邻两次重复轨道间隔为几十米至１ｋｍ左右）重复对地面同地物进行２次或多次观测，获得地物变形前后包
３０号。
残余差分相位Ａ４，，残余差分相位对应着雷达视线向地表沉降量Ａｄ，其关系式为
６５
张晓庆
陈广平等：基于Ｄ — ＩｎＳＡＲ的地表沉降监测技术应用
２０１３年１０月第１０期
图片时间间隔只有１个月，但两次获取图片时雷达
差分干涉
矿产资源的开发利用已成为我国社会经济发展的重要保障，但同时矿山企业大规模的地下开采活
动也极大地诱发了地表沉降，使矿区地表设施、房屋建筑、良田、森林植被、交通公路被毁，人民生命财产遭受巨大的经济损失。因此矿区地表沉降监测对预防和治理矿区地表沉降灾害具有重大意义。目前，常规的矿区地表沉降监测手段主要通过

D-InSAR 技术在北京轨道交通6号线沉降监测中的应用研究

D-InSAR 技术在北京轨道交通6号线沉降监测中的应用研究刘运明;邹积亭;郭明【摘要】总结了D-InSAR技术在地面沉降领域的应用及其算法发展情况，重点论述了SBAS-DInSAR技术的理论算法，并且结合SBAS-DInSAR技术和精密水准进行了北京地铁6号线沿线地面沉降的监测实验，通过比较D-InSAR沉降监测成果和地面精密水准数据，可以看出两者在沉降趋势上有着高度的一致性，说明了D-InSAR技术在城市轨道交通领域沉降监测中应用的可行性，为今后开展城市轨道交通工程建设和运营期间的地面沉降变形监测，提供高精度、高分辨率、大范围的地表形变信息。

%This paper summarized the D-InSAR technology applications in the field of land subsidence and it ’ s al-gorithm development ,and focused on the SBAS-DInSAR technique theoretical algorithm , made the ground subsidence monitoring experiment along Beijing metro line six using SBAS-DInSAR technology and precision levels , by comparing the ground subsidence D-InSAR monitoring results with the precise leveling data ,it can be seen that both had a high de-gree of consistency in subsidence trend ,and indicated the feasibility of application D-InSAR technique in the subsidence monitoring of urban rail transit ,for the future deformation monitoring of urban rail transit project during construction and operation period,to discovery and realize the deformation of engineering and engineering environment ,Provided high-pre-cision,high-resolution,large-scale surface deformation information to ensure the urban rail transit construction projects and operationalsafety ,as well as the environmental security due toconstruction ,Supported the decision of city disaster prevention and engineering construction .【期刊名称】《城市勘测》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P93-96)【关键词】D-InSAR;SBAS;城市轨道交通;6号线;沉降监测【作者】刘运明;邹积亭;郭明【作者单位】北京城建勘测设计研究院有限责任公司，北京 100101;北京建筑大学，北京 100044;北京建筑大学现代城市测绘国家测绘地理信息局重点实验室，北京 100044【正文语种】中文【中图分类】P258;TU196.21 D－InSAR技术及其发展概述合成孔径雷达差分干涉测量(Differential InSAR，D－InSAR)是在InSAR的基础上发展起来的，它以合成孔径雷达复数据提供的相位信息为信息源。

D-InSAR与PS-InSAR技术应用于苏州地面沉降监测之比较

D-InSAR与PS-InSAR技术应用于苏州地面沉降监测之比较朱叶飞;于军;武健强;吴曙亮;李向前;张景发;罗毅;苏一鸣【摘要】合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)为地表形变监测提供了极具应用潜力的手段,特别是D-InSAR和PS-InSAR技术在对地表沉降监测中的应用,受到了越来越多的关注.将D-InSAR和PS-InSAR方法分别应用于苏州地区地面沉降量的计算,并将两种方法的计算结果与水准观测资料进行对比分析.通过两种InSAR方法在苏州地区的具体应用,指出了它们在地面沉降监测中的异同点及适用情况.【期刊名称】《地质学刊》【年(卷),期】2010(034)003【总页数】6页(P289-294)【关键词】D-InSAR;PS-InSAR;地面沉降;江苏苏州【作者】朱叶飞;于军;武健强;吴曙亮;李向前;张景发;罗毅;苏一鸣【作者单位】江苏省地质调查研究院,江苏,南京,210018;江苏省地质调查研究院,江苏,南京,210018;江苏省地质调查研究院,江苏,南京,210018;江苏省地质调查研究院,江苏,南京,210018;江苏省地质调查研究院,江苏,南京,210018;中国地震局地壳应力研究所,北京,100085;中国地震局地壳应力研究所,北京,100085;江苏省地质调查研究院,江苏,南京,210018【正文语种】中文【中图分类】P642.26%P2251.1 苏州实验区与实验数据江苏省苏州、无锡、常州地区,是江苏乃至全国经济最发达的地区之一,人口密集,城镇众多。

20世纪80年代以来,由于工业特别是乡镇企业的迅猛发展,这一地区用水量急剧增加,加上绝大部分地表水受到严重污染,整个苏锡常地区水质型缺水矛盾日益突出,众多用水单位纷纷通过开凿深井取用地下水以解决供水不足的问题,致使地下水开采不断增长,部分区域严重超量开采。

苏锡常地区地质构造及工程地质条件复杂,基岩面起伏不平、高低落差大,松散地层的厚度与结构变化很大,地面沉降易产生不均匀性差异沉降,导致地裂缝和地面塌陷灾害发生。

D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用与发展前景

ห้องสมุดไป่ตู้
１合成孔径雷达差分干涉测量（Ｄ — ＩｎＳＡＲ）技术
合成孑Ｌ径雷达（ＳＡＲ）差分干涉测量技术
Ｓ（Ｐ）一ＪＳ（Ｐ）ｌｅｘｐ（－
＾
）
（１）
在地表发生形变后获取第二幅ＳＡＲ影像，
，＾
（重复轨道模式）。重复观测所得的结果是获取
＝一
地面同一景观的复影像对。在两次观测期间，如
果地表发生了地表形变，那么干涉测量所获得的相位中除了地形相位以外，地表形变所贡献的相位也会占据一定比重。通过消除相位差中平地
价值。
测量又可分为双轨法、三轨法和四轨法等形式口］。本文以 “ 三轨 ” 法为例来说明合成孔径雷
达差分干涉测量的基本原理。图１为三轨法差分
干涉测量的成像几何示意图］。
其中，Ａ和Ａ。是卫星两次不同时间对同一地区成像时所处的位置， △ Ｒ为视线向上的形变量，在地表未发生形变前获取第一副ＳＡＲ影像，则由Ｐ点返回的信号为
［收稿日期］２０１３ —０８－０２［作者简介］李小红（１９７９一），女，汉族，山西吕梁人，工程师，大学本科，主要研究方向为工程测量、航空摄影数据处理。

InSAR在地面沉降监测中的应用

nSAR在地面沉降监测中的应用1.InSAR、D-InSAR基本原理InSAR测量模式主要有两种：一种是双天线单轨(Single Pass）模式，主要用来生成数字高程模型，一般用于机载SAR；另一种是双轨（Two Pass）模式，主要用于获取地表变形，一般用于星载SAR。

理论上，由相位解缠（相位模糊度解算）、成像几何和轨道参数就可以重建DEM，但实际的处理过程相当复杂，一般包括SAR信号预处理、图像配准、生成干涉图、去除平地效应、相位解缠、基线估计、地理编码、DEM建立等过程。

长期以来，成像处理、复数影像的精配准、相位解缠、大气效应的改正等都是InSAR 数据处理的重点和难点。

从InSAR理论提出以来，大部分研究工作都集中在这些方面。

但是，至今相位解缠以及大气效应的改正仍未得到很好解决。

2 InSAR、D-InSAR在地面沉降监测中的应用作为一种新兴的地面形变研究方法，InSAR技术在地面沉降监测方面发挥了愈来愈明显的作用，国内外已有诸多实例。

Biegert等（1997）应用不同卫星在美国加利福尼亚州Belridge和Lost山油田重复测量的合成孔径雷达数据对该区的地面沉降进行了研究，结果显示70天内沉降量达到6厘米，此结果与该区每年30厘米的地面沉降速率相吻合。

Marco van der (2001)对该油田地面沉降的研究也证明了InSAR技术用于地面沉降的可行性。

李德仁等（2000）利用欧空局ERS-1和ERS-2相隔1天的重复轨道SAR数据，经过差分处理对天津市地面沉降进行研究，得到反映地面沉降大小及分布的干涉条纹图。

此图与1995～1997年重复水准测量求得的地面沉降等值线图比较，具有明显的一致性和相似性。

刘国祥等（2001)用卫星雷达差分干涉技术研究在近海回填地基上建立香港赤腊角机场的稳定性，获得该机场在近1年内的非均匀沉降场，地面分辨率为20米x20米，在填海区域内下沉量呈0～50米的空间分布，与离散水准测量结果吻合较好（相关系数0.89）。

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。

D-InSAR技术在地面沉降监测中应用的开题报告

D-InSAR技术在地面沉降监测中应用的开题报告一、选题背景地面沉降是指地表相对高程降低的现象，一般由于人类活动或天然过程引起。

在城市化和人口增长等现代社会的快速发展背景下，地面沉降已经成为一个普遍存在的问题。

长期以来，地面沉降对人类日常生活和经济发展产生着不良影响。

目前，地面沉降监测主要采用卫星遥感技术。

然而，由于遥感数据分辨率有限，数据处理和分析复杂，精度难以满足高精度监测要求。

因此，需要探索一种新的地面沉降监测技术，以提高监测精度和效率。

基于此，本论文拟以D-InSAR技术为研究对象，探索其在地面沉降监测中的应用。

二、选题目的本论文的主要目的是研究D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用，旨在提高地面沉降监测的精度和效率，为相关部门提供实时、高精度的地面沉降监测结果，为城市规划和土地利用提供科学依据。

三、研究内容和方法1. 研究内容（1）D-InSAR技术的基本原理和方法（2）地面沉降监测的传统方法和存在问题（3）D-InSAR技术在地面沉降监测中的优势和应用案例（4）利用D-InSAR技术对某地区进行地面沉降监测和分析，并与传统方法进行比较2. 研究方法综合文献调研、理论分析、案例研究和数值模拟等方法，采用Matlab等软件进行数据处理和可视化分析。

四、预期研究成果（1）全面掌握D-InSAR技术在地面沉降监测中的原理、方法和应用案例；（2）建立D-InSAR技术在地面沉降监测中的数学模型，并利用实测数据进行验证和调整；（3）对某地区进行地面沉降监测和分析，提高监测精度和效率；（4）发表学术论文或专业报告若干篇，为地面沉降监测相关领域提供实用经验和科学依据。

双轨d-insar技术监测矿区地面沉降的应用

第34卷第1期2020年1月北京测绘Beijing Surveying and MappingVol.34No.1January2020引文格式：杨乾坤.双轨D-InSAR技术监测矿区地面沉降的应用北京测绘，202034(1)：100-10l.DOI：10.19580/ki.10073000.2020.01.021双轨D-InSAR技术监测矿区地面沉降的应用杨乾坤(宁夏煤矿设计研究院有限责任公司!宁夏银川750001$［摘要#合成孔径雷达差分干涉测量(Differential interferometry synthetic aperture radar,D-InSAR)技术在矿区地面沉降监测领域具有独特的优势和巨大的发展潜力&为分析并掌握济宁某矿区地面沉降的变化状况，选取具备高穿透植被能力的L波段的ALOS PALSAR数据，基于双轨D-InSAR技术对采煤塌陷进行动态监测，获取矿区的形变信息，并与水准数据进行对比分析，进而为有效的进行矿山地质环境保护与治理恢复提供一定的理论依据和技术支持&［关键词#合成孔径雷达差分干涉测量；地面沉降；采煤塌陷［中图分类号］TP7226P258［文献标识码］A［文章编号］1007—或。

-。

)。

#—0100—40引言地面沉降是一种分布较为广泛且缓变的地质灾害，其存在会对各种建筑物、构筑物的安全状况产生严重的影响，比如：房屋裂缝、道路塌陷、桥梁倒塌等现象，影响着人们的生命和财产安全)因此，采取更为适宜的手段对地面沉降进行监测已成为社会热点关注问题之一"T。

而星载合成孔径雷达干涉测量技术(interferometric synthetic aperture Radar,InSAR)以其全天候、全天时、大范围的工作能力，且具备穿云透雾、穿透植被和土壤一定深度的优势，在监测矿区和城市地面沉降领域得到了广泛的应用朱茂等5应用PSP-InSAR技术获取了深圳市某地铁站周边建筑群的形变数据,对建筑物受沉降灾害的影响进行了风险评估；杨魁等6以天津市某基坑周边的渤海大楼为例，基于高分辨率Terra-SAR影像进行了InSAR监测与应用分析；邹昊等7采用PS-InSAR技术对峰峰矿区某矿采空区进行了形变监测，研究分析了开采工作面累积下沉与开采时间之间的相互关系。

基于二轨法D-InSAR技术监测地表沉降

位；ｎｏｉ为噪声相位。
ＤＩｎＳＡＲ就是采用一系列措施来消除其他相位，只留
下由地表形变引起的相位。以二轨法为例介绍ＤＩｎＳＡＲ形
变监测原理。
图１中Ａ１为第一次获得影像时雷达所在位置，Ａ２为第二次获得影像时雷达所在位置，Ｈ为雷达在Ａ１点的高度， θ１为点Ａ１，Ｐ１连线与竖直方向的夹角，θ２为点Ａ１，Ｐ２连线与竖直方向的夹角。Ｂ为基线距，它与水平线的夹角为 α，
点Ｐ１为参考椭球面上一点，点Ｐ２为地面点，ｈ为Ｐ２点的高度。天线Ａ１与点Ｐ１，地面点Ｐ２的斜距近似设为 ρ，天线Ａ２
与地面点Ｐ２的斜距为 ρ＋Δρ。Ｂ１／／，Ｂ２／／为平行基线，Ｂ１┸ ，Ｂ２┸ 为垂直基线。

区域，将获取的沉降信息与预测软件的预计结果进行定量分析，并与传统监测方法得到的沉降数据进行定量对比验证，最终实例
数据证明了ＤＩｎＳＡＲ技术在地表沉降监测中的可行性与适用性。
关键词：二轨法，ＤＥＭ，ＤＩｎＳＡＲ，地表形变
中图分类号：ＴＵ４３３
文献标识码：Ａ
０引言
ＩｎＳＡＲ技术（ＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ）也称干涉雷达测量技术，是不同时间点、形变前后、覆盖同一研究区域的两张ＳＡＲ影像为基本处理数据，通过求取两幅ＳＡＲ影像的相位差，获取干涉条纹图像，经滤波和相位解缠后，通过差分处理从干涉条纹中获取地表形变数据的空间对地观测新技术。因地下施工，地质板块运动而引起的地面沉陷问题，对人们生产生活、经济发展及周围环境造成了影响，对地表沉陷的监测是至关重要的。传统的监测手段有精密水准测量、三角高程测量和ＧＰＳ观测技术等，具有精度高、可靠性强等优点，但同时存在工作量大、观测时间长、成本高、空间分辨率低等缺点。随着ＳＡＲ技术的提出与发展，沉降地区地表沉陷监测手段得到快速发展，利用ＩｎＳＡＲ技术来监测地表沉陷已进入新的阶段，其中ＤＩｎＳＡＲ技术因其快捷方便、低成本、高精度、对微小变形的高敏感度等优点，被广泛应用于各沉降地区的沉陷监测。本文中利用某沉降地区的ＩｎＳＡＲ数据进行实际处理、应用与分析，并与传统沉降地区监测方法实际测量数据进行分析比较，验证ＩｎＳＡＲ技术的可靠性与可行性。

D-InSAR技术与SBAS-InSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用研究

D-InSAR技术与SBAS-InSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用研究王鹏;程海强;王翔【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2024(33)3【摘要】为了对D-InSAR和SBAS-InSAR两种技术在矿区地面沉降监测中的应用能力进行对比分析,以山东省济宁市某采矿工作面为主要研究区,选取2022年11月2日—2023年8月29日期间26景Sentinel-1A数据,分别利用D-InSAR和SBAS-InSAR两种技术获取了该工作面的地面沉降信息,首先从沉降区域的时空演变特征和沉降面积分布等方面对两种技术进行了对比分析,进一步通过同期实测水准数据对两种技术得到的结果进行了精度验证。

研究结果表明,D-InSAR和SBAS-InSAR两种技术监测到的研究区内最大累积沉降量分别为69 mm和59 mm,识别出沉降量大于10 mm的区域面积分别为0.60 km^(2)和0.87 km^(2),其中,沉降量大于30 mm的区域面积分别为0.10 km^(2)和0.17 km^(2)。

与水准监测数据对比可知,两种InSAR技术得到的监测结果与真实沉降情况相吻合,在部分沉降漏斗中心区域,地面沉降量超过InSAR技术可监测形变梯度,两种技术的监测精度都大幅降低。

相对于SBAS-InSAR技术,D-InSAR技术获取的累积沉降量值更大,但其抵抗误差干扰的能力较弱,而SBAS-InSAR技术能够更好地消除大气相位效应等误差的影响,得到的地面沉降结果在空间分布上更连续平滑。

本文研究对利用InSAR技术监测矿区地面沉降具有一定借鉴意义。

【总页数】9页(P133-141)【作者】王鹏;程海强;王翔【作者单位】山东省三河口矿业有限责任公司地质测量科;枣庄矿业(集团)有限责任公司地质测量部;山东建筑大学测绘地理信息学院【正文语种】中文【中图分类】TD235【相关文献】1.D-InSAR技术在阿干镇矿区地面沉降监测中的应用2.差分干涉测量(D-InSAR)技术在矿区地面沉降监测中的应用3.基于GAMMA的D-InSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用4.SBAS-InSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用研究5.D-InSAR技术在矿区地表形变监测中的应用研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。