基于沉陷对称特征的近水平煤层开采InSAR三维位移反演模型
汤伏全
董龙凯
王宗良
黄景偲
1.西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安,7100542.西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安,7100543.西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安,7100544.西安科技大学测绘科学与技术学院,陕西西安,710054
摘要：利用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术进行煤矿开采沉陷监测时,所获得的雷达视线方向(LOS)位移是地表点垂直向、南北向、东西向三维位移的矢量叠加.将LOS向位移分解为地表下沉及沿工作面走向和倾向水平位移,是研究开采沉陷规律和获取地表移动参数的基础.目前,基于InSAR LOS位移反演开采沉陷三维位移的主要方法有:利用不同轨道卫星的三幅SAR影像建立LOS位移方程组来求解三维位移分量;根据开采沉陷预计模型将地表水平位移视为下沉的关联函数,由单幅SAR影像来解算下沉及水平位移;或者直接忽略水平位移的影响,将LOS向位移投影为下沉分量.本文在分析上述方法局限性的基础上,根据近水平煤层开采地表下沉和水平位移关于移动盆地主断面对称的基本特征,建立地表移动盆地对称点上多期InSAR LOS向叠加位移的几何方程组,并对该方程组进行叠加和差分处理,导出LOS向位移反演开采沉陷三维位移的函数模型.在工作面推进过程中,由于地表移动具有滞后性,使得动态沉陷盆地中心偏向开切眼一侧,本文依据移动盆地中央地表下沉达到最大且水平位移趋近为零的特征,基于相邻像元LOS向位移进行叠加和差分,自动搜索出地表移动盆地的动态中心位置,从而实现工作面推进过程中地表动态三维位移的分解.基于Matlab平台对上述三维位移反演模型进行了算法实现,并利用多期InSAR实测数据进行了模型验证,其下沉和水平位移反演结果与实测资料较为一致,明显优于忽略水平位移而直接分解地表下沉的方法.上述模型能够用于近水平煤层开采地表移动稳定后和动态移动过程中InSAR监测的三维位移分解,具有较好的普适性.
关键词：InSAR形变监测开采沉陷对称性三维位移反演
分类号：TD173(矿山地质与测量)
资助基金：国家自然科学基金(51674195)陕西省自然科学基金(2016JM5048)
论文发表日期：2019-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 210-220 )
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