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《太原理工大学》 2011年
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基于InSAR技术的矿区地表沉降监测

任婧  
【摘要】:大同市新荣区的煤炭资源储量丰厚,煤质优良,是山西省的重点产煤区之一,且开采范围相对较为广泛,开采年代悠久。近年来,由于煤矿开采强度及规模的增大,对新荣区煤矿地质环境造成严重影响。由于煤层开采造成的塌陷地表变形滞后2-5年甚至更长的时间。该灾害的活动期较长,一般需30-50年才能逐渐稳定。因此造成的损害是长期的、不可逆的,尤其是对地下水的破坏,直接导致附近地下水位下降,浅层水源枯竭。由于过度开采地下水,造成地面发生复杂的开采沉陷变形和地裂缝,对其上部的各类建筑设施、耕地均造成不同程度的威胁和破坏,严重地威胁着矿区居民的生命财产安全。 合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR),从20世纪60年代首次使用至今,已发展成为一种在测量地球表面变化方面极具潜力的重要技术,具有可大范围进行采样测量,时间短且分辨率高等常规测量技术无法比拟的优点。合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)得到的干涉图可以用来监测厘米级甚至更加微小的地表形变,成为区域地表形变监测领域重要的新技术之一 本文采用4景ERS-1/2 SAR数据,运用合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)对大同市新荣区的地表形变进行了监测,并运用合成孔径雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)最终得到了研究区地表的沉陷结果。本论文主要取得的研究成果如下: 1、研究了SAR成像原理、InSAR和D-InSAR的基本原理和基础处理方法以及InSAR数据应用处理的关键技术方法,并对影响InSAR技术监测地表形变的误差源进行详细的分析讨论,总结出InSAR干涉数据的选取考虑因素。 2、利用雷达干涉测量方法生成研究区DEM。并对研究区4景数据两两组合得到的6对InSAR相干结果进行了干涉相干性分析,对于本研究的几何去相干和时间去相干影响得出经验结论:对于ERS-1/2 SAR系统,基线长度一般情况可取为临界基线距1/3的像对进行干涉测量,垂直基线距取100m左右为最优,最大值一般不可超过300m;研究区植被较少,跨春夏季的两个像对的干涉结果受到时间去相干影响较弱;研究区冬季冰冻严重,风和降雪量均较大,跨春冬两季的影像对干涉结过受到时间去相干影响较大。 3、应用D-InSAR技术提取了研究区的地表沉降区域,对研究区的形变结果进行分析:D-InSAR技术获得了新荣区1993年至1996年间地表形变结果,共提取形变区域3处,其中两处位于新荣区上深涧乡,一处位于西村乡。初步判断这3处均为地表沉降类型。本文获得新荣区累计变形区域面积为16.20km2。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P642.26;P237

【参考文献】
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