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《中国石油大学》 2011年
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基于D-InSAR和GIS技术的煤矿区地面沉降监测研究

黄宝伟  
【摘要】:煤炭资源在我国能源矿产中是最丰富的矿产资源,国民经济的快速发展与煤炭资源是始终联系在一起的。煤炭资源量虽然丰富,但生态环境是脆弱的,煤炭资源的开发和利用在给人们带来物质财富的同时,也在一定程度上破坏着人们赖以生存的自然环境,尤其以矿区地面沉降最为严重。煤矿区地面沉降监测可以为解决安全开采和塌陷区环境综合治理提供科学依据,保证和谐矿区、绿色矿区的可持续发展。所以,如何有效的利用现有的新技术对煤矿区进行地面沉降监测是一个值得研究的问题。 本文在论述InSAR及D-InSAR基本理论的基础上,分析了时间失相干、空间失相干、体散射失相干以及相位误差、大气延迟误差、卫星轨道误差、DEM误差和高相位梯度等D-InSAR技术监测地表形变的主要影响因素。然后介绍了本文使用的差分干涉处理软件——GAMMA软件。针对常规D-InSAR二轨法,详细介绍了差分干涉处理流程及处理过程中的关键步骤。并以葛亭煤矿区为例,采用D-InSAR技术,并结合GIS技术,开展了地面沉降监测的应用研究。 本文收集了12景C波段ENVISAT ASAR数据,并选取了相干性较好的10景数据。通过D-InSAR差分干涉处理,获得了2004-2005年和2008-2009年葛亭煤矿多期地面沉降分布图。然后将D-InSAR结果导入GIS软件中做后处理,叠加0.25m分辨率的数字正射影像图(DOM)和开采平面等其它空间信息来分析地面沉降,并以剖面图、等值线图和3D可视图等进行显示。通过多期结果的相互对比验证,并与水准资料进行了比较,结果表明:D-InSAR结果可以清楚可靠地给出矿区沉降区域分布,并且获得的矿区沉降位置和沉降范围与实际地下开采平面基本吻合,沉降位置和范围也随着开采的继续在不断变化。沉降幅度较小的区域在数量级上和水准观测数据是一致的,D-InSAR获得的最大沉降量是24mm/35d,水准测量的最大沉降量是33mm/35d;而沉降幅度较大的区域由于相位梯度太大;而导致干涉图失相干比较严重。虽然采用特定的解缠方法使解缠相位平滑过渡到了非相干区域得到了相应的沉降值,但沉降值明显小于实际值。最后,给出了解决高相位梯度问题的方法。研究表明:D-InSAR结合GIS技术监测煤矿区地面沉降是一种比较有效快速的方法,能够满足煤矿区可持续发展的需要。 最后,本文利用D-InSAR结合GIS技术监测了唐山煤矿地下开采引起的地面沉降对万达广场建设和周边地区的影响。结果表明:随着时间的推移和唐山矿区地下开采的继续,唐山煤矿区的北部边界没有朝着唐山市万达广场方向扩展的趋势,对万达广场的建设没有影响,从而保证了万达广场的顺利建设和周边地区安全、有序的发展。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TD326;TP274

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张学东;工矿区地表沉陷D-InSAR监测模式与关键技术研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 路旭,匡绍君,贾有良,黄立人;用INSAR作地面沉降监测的试验研究[J];大地测量与地球动力学;2002年04期
2 吴立新,高均海,葛大庆,殷作如,邓智毅,刘宏军;基于D-InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析[J];地理与地理信息科学;2004年02期
3 刘国祥,丁晓利,陈永奇,李志林,郑大伟;极具潜力的空间对地观测新技术——合成孔径雷达干涉[J];地球科学进展;2000年06期
4 张景发;龚利霞;姜文亮;;PS InSAR技术在地壳长期缓慢形变监测中的应用[J];国际地震动态;2006年06期
5 范景辉;~;李梅;郭小方;葛大庆;刘圣伟;刘广;郭华东;;基于PSInSAR方法和ASAR数据监测天津地面沉降的试验研究[J];国土资源遥感;2007年04期
6 刘广;郭华东;Ramon Hanssen;Zbigniew Perski;李新武;岳焕印;范景辉;;InSAR技术在矿区沉降监测中的应用研究[J];国土资源遥感;2008年02期
7 陶秋香;刘国林;孙翠羽;张会战;;InSAR成像原理、工作模式及其发展趋势[J];矿山测量;2008年01期
8 刘国祥,丁晓利,陈永奇,李志林,李志伟;使用卫星雷达差分干涉技术测量香港赤腊角机场沉降场[J];科学通报;2001年14期
9 何亚倩;郑宇;何晴倩;;D-InSAR在矿区开采沉陷监测中应用的探析[J];现代矿业;2009年09期
10 张俊;汪云甲;王小辉;;D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中的研究[J];工矿自动化;2009年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 魏志强;星载干涉合成孔径雷达若干关键技术的算法研究[D];复旦大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 杨成生;基于D-InSAR技术的煤矿沉陷监测[D];长安大学;2008年
2 王磊;基于GAMMA软件的InSAR相位解缠研究[D];重庆大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林子晔;;GAMMA中ISP模块SAR影像处理若干问题解析[J];北京测绘;2012年03期
2 邓清海;袁仁茂;马凤山;李树德;;地面沉降的GPS监测及其基于GIS的时空规律分析[J];北京大学学报(自然科学版);2007年02期
3 杨成生;侯建国;季灵运;祁晓明;;InSAR中人工角反射器方法的研究[J];测绘工程;2008年04期
4 荆燕,王建军,张景发,张红,蒋林根;D-InSAR技术在地震同震形变研究中的应用[J];测绘科学;2004年02期
5 罗小军;刘国祥;黄丁发;丁晓利;;几种卫星合成孔径雷达影像配准算法的比较研究[J];测绘科学;2006年01期
6 成英燕;贾有良;党亚民;章传银;;用InSAR技术进行形变监测的研究[J];测绘科学;2006年03期
7 范青松;汤翠莲;陈于;张晓东;;GPS与InSAR技术在滑坡监测中的应用研究[J];测绘科学;2006年05期
8 独知行;阳凡林;刘国林;温兴水;;GPS与InSAR数据融合在矿山开采沉陷形变监测中的应用探讨[J];测绘科学;2007年01期
9 焦明连;蒋廷臣;;基于GPS-InSAR集成技术地表形变的监测[J];测绘科学;2008年06期
10 丁琼;刘国祥;蔡国林;马德英;;InSAR DEM精度与地形特征的关系分析[J];测绘科学;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何秀凤;罗海滨;黄其欢;何敏;;InSAR与GPS集成方法在水利工程形变监测中应用研究[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
2 胡宁科;;浅析INSAR、GPS和GIS技术在油田开采地面下沉中的应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
3 焦明连;蒋廷臣;;GPS-InSAR数据融合方法与应用[A];《测绘通报》测绘科学前沿技术论坛摘要集[C];2008年
4 张亚利;;“3S”集成在滑坡监测中的应用[A];重庆市测绘学会第三届优秀论文评选获奖论文暨2005-2006年度学术交流会论文选编[C];2008年
5 张亚利;刘星;;SAR在地表形变监测中的应用与展望[A];重庆市测绘学会第三届优秀论文评选获奖论文暨2005-2006年度学术交流会论文选编[C];2008年
6 邓清海;马凤山;袁仁茂;李国庆;赵海军;;基于GPS的江阴市地面沉降规律及机理研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
7 邓清海;袁仁茂;马凤山;李树德;;地面沉降的GPS监测及其基于GIS的时空规律分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2007学术论文汇编(第七卷)[C];2008年
8 杨勇;李国敏;窦艳兵;黎明;杨忠山;;抽取地下水引起地面沉降的研究现状与进展[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(下)[C];2011年
9 薛怀平;刘根友;郝晓光;曾琪明;张景发;夏耶;易庆林;涂国宝;;三峡库区秭归GPS-CR滑坡监测网的建立[A];第三届湖北科技论坛优秀论文集[C];2005年
10 薛怀平;刘根友;曾琪明;张景发;夏耶;易庆林;涂国宝;郝晓光;;三峡库区秭归GPS-CR滑坡监测网的建立[A];测绘荆楚——湖北省测绘学会2005年“索佳杯”学术论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陶秋香;PS InSAR关键技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 闫大鹏;基于D-InSAR技术监测云驾岭煤矿区开采沉陷的应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
3 刘桂卫;黄河三角洲地区地面沉降和风暴潮灾害特征及其环境效应研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
4 朱洪波;基于亮度变化测度的多源影像抗干扰融合模型研究[D];华中科技大学;2011年
5 王帆;基于点目标提取分析的InSAR应用技术研究[D];浙江大学;2011年
6 何原荣;矿区环境高分辨率遥感监测及其信息资源开发利用的方法与应用研究[D];中南大学;2011年
7 谢先明;InSAR及多基线InSAR关键技术研究[D];电子科技大学;2011年
8 盛耀彬;基于时序SAR影像的地下资源开采导致的地表形变监测方法与应用[D];中国矿业大学;2011年
9 陈国良;煤矿区“一张图”建设的若干关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
10 刘超;矿区GPS变形监测及其伪卫星增强技术[D];中国矿业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史卫平;DInSAR技术及其在矿区地面沉降监测中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
2 胡乐银;应用InSAR时序分析方法监测断层活动性研究[D];山东科技大学;2010年
3 郝华东;卡尔曼滤波在InSAR相位解缠中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 张宗营;SAR影像配准方法研究[D];山东科技大学;2010年
5 杜勇;基于InSAR基线校正的高精度DEM提取研究[D];北京交通大学;2010年
6 黄艳;D-InSAR技术用于地表形变监测研究[D];解放军信息工程大学;2009年
7 谷建宾;干涉合成孔径雷达相位滤波及二维相位展开研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 李悦;地震导致的井—含水层系统应变与地下水位变化关系研究[D];中国地质大学(北京);2011年
9 任婧;基于InSAR技术的矿区地表沉降监测[D];太原理工大学;2011年
10 郭姣姣;矿区地表形变监测PS-DInSAR应用方法研究[D];太原理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李德仁,周月琴,马洪超;卫星雷达干涉测量原理与应用[J];测绘科学;2000年01期
2 独知行;阳凡林;刘国林;温兴水;;GPS与InSAR数据融合在矿山开采沉陷形变监测中的应用探讨[J];测绘科学;2007年01期
3 陈基炜;应用遥感卫星雷达干涉测量进行城市地面沉降研究[J];测绘通报;2001年08期
4 张继超;宋伟东;张继贤;张冬梅;;PS-DInSAR技术在矿区地表形变测量中的应用探讨[J];测绘通报;2008年08期
5 刘国祥,丁晓利,李志林,陈永奇,李志伟;使用InSAR建立DEM的试验研究[J];测绘学报;2001年04期
6 查显杰;傅容珊;戴志阳;;DInSAR技术对不同方位形变的敏感性研究[J];测绘学报;2006年02期
7 吴立新,高均海,葛大庆,廖明生;工矿区地表沉陷D-InSAR监测试验研究[J];东北大学学报;2005年08期
8 洪顺英;申旭辉;单新建;刘智荣;戴娅琼;荆凤;;基于D-InSAR技术的西藏改则地震同震形变场特征分析[J];地震;2009年04期
9 游新兆,李澍荪,杨少敏,乔学军,王琪,Tom Logen,杜瑞林;长江三峡工程库首区InSAR测量的初步研究[J];地壳形变与地震;2001年04期
10 路旭,匡绍君,贾有良,黄立人;用INSAR作地面沉降监测的试验研究[J];大地测量与地球动力学;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 闫大鹏;基于D-InSAR技术监测云驾岭煤矿区开采沉陷的应用研究[D];中国地质大学(北京);2011年
2 盛耀彬;基于时序SAR影像的地下资源开采导致的地表形变监测方法与应用[D];中国矿业大学;2011年
3 贺跃光;工程开挖引起的地表移动与变形模型及监测技术研究[D];中南大学;2003年
4 周春霞;星载SAR干涉测量技术及其在南极冰貌地形研究中的应用[D];武汉大学;2004年
5 魏风华;河北省唐山市地质灾害风险区划研究[D];中国地质大学(北京);2006年
6 罗小军;永久散射体雷达差分干涉理论及在上海地面沉降监测中的应用[D];西南交通大学;2007年
7 刘瑞;3S技术在河北省唐山市地面形变监测和城市扩展中的应用研究[D];成都理工大学;2009年
8 阎跃观;DInSAR监测地表沉陷数据处理理论与应用技术研究[D];中国矿业大学(北京);2010年
9 范洪冬;InSAR若干关键算法及其在地表沉降监测中的应用研究[D];中国矿业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 任婧;基于InSAR技术的矿区地表沉降监测[D];太原理工大学;2011年
2 王亚男;InSAR技术用于矿区大量级塌陷监测研究[D];长安大学;2011年
3 丁建全;基于D-InSAR技术的地下开挖空间分析[D];山东科技大学;2006年
4 李学军;InSAR技术在大同矿区地面沉降监测中的应用研究[D];太原理工大学;2007年
5 刘智;厚松散层厚硬岩层开采地表移动变形规律研究[D];西安科技大学;2008年
6 杨成生;基于D-InSAR技术的煤矿沉陷监测[D];长安大学;2008年
7 尹宏杰;基于InSAR的矿区地表形变监测研究[D];中南大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁运能,胡庆东,毛士艺;基于小波变换的干涉SAR图像的降噪方法[J];北京航空航天大学学报;1999年05期
2 徐华平,周荫清,陈杰,李春升;干涉SAR中相位图的噪声抑制[J];北京航空航天大学学报;2001年01期
3 何儒云;王耀南;毛建旭;;合成孔径雷达干涉测量(InSAR)关键技术研究[J];测绘工程;2007年05期
4 李德仁,周月琴,马洪超;卫星雷达干涉测量原理与应用[J];测绘科学;2000年01期
5 赵争,张继贤,张过;遗传算法在InSAR相位解缠中的应用[J];测绘科学;2002年03期
6 刘国祥,刘文熙,黄丁发;InSAR技术及其应用中的若干问题[J];测绘通报;2001年08期
7 陈基炜;应用遥感卫星雷达干涉测量进行城市地面沉降研究[J];测绘通报;2001年08期
8 岳焕印,郭华东,王长林,阎福礼;利用ERS-1/2重轨干涉SAR数据提取DEM及其精度分析[J];测绘通报;2001年08期
9 王志勇;张继贤;张永红;;从InSAR干涉测量提取DEM[J];测绘通报;2007年07期
10 刘国祥,丁晓利,李志林,陈永奇,章国宝;星载SAR复数图像的配准[J];测绘学报;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 穆冬;干涉合成孔径雷达成像技术研究[D];南京航空航天大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于勇;基于网络规划的干涉雷达相位解缠算法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
2 刘志铭;干涉合成孔径雷达相位解缠算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
3 孙占义;InSAR&D-InSAR中相位解缠方法的研究[D];武汉大学;2003年
4 吴磊;各种全局最优INSAR相位解缠算法的研究[D];武汉大学;2005年
5 段建华;干涉合成孔径雷达相位解缠算法研究[D];中国地质大学(北京);2006年
6 付进朋;InSAR相位解缠算法研究[D];西南交通大学;2006年
7 刘志栋;InSAR相位解缠方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 余君;低相干区的干涉雷达数据处理中滤波与相位解缠方法技术研究[D];浙江大学;2007年
9 肖枫;InSAR相位解缠算法的研究[D];同济大学;2008年
10 岑小林;InSAR相位解缠算法研究[D];湖南大学;2008年
【相似文献】
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1 张廷武;浅谈芙蓉山煤矿区工程地质问题[J];水文地质工程地质;1987年05期
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3 谢宗英,赵家绪,刘丽峰;青海省大通煤矿区地面塌陷灾害浅析[J];青海环境;2004年01期
4 夏玉成;构造应力对煤矿区采动损害的影响探讨[J];西安科技学院学报;2004年01期
5 张卫萍;新民矿区环境地质问题探讨[J];陕西煤炭;2004年03期
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7 李茜;毕如田;;影响露天煤矿区土地资源环境的分析——以山西平朔露天矿区为例[J];全国商情(经济理论研究);2009年11期
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9 孟波;田立忠;;矿区植被污染信息遥感提取技术研究[J];矿山测量;2009年03期
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3 田继华;路绪光;张玉玺;孙进平;;压缩感知SAR成像自聚焦运动补偿[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
4 兰天;余安喜;梁甸农;陈祺;;天线指向量化对多模式SAR成像的影响[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
5 邓黾;吴彦鸿;;双站合成孔径雷达ωk成像算法研究[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011年
6 徐凯;孙淑光;刘瑞华;;基于载机速度变化分析的SAR运动补偿[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
7 叶继海;江月松;赵继芝;郭泾平;;基于北斗信号的SAR成像方法研究[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
8 ;Assessment of Statistical Models for Clutter and Target in SAR Images[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 王鹏波;陈杰;李春升;;时钟同步误差对多通道天线星载SAR成像性能的影响[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
10 佘二永;;SAR图像目标解译技术分析[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 杨云山;我国首个机载SAR测图系统实现首飞[N];中国航空报;2009年
2 丁阳;SAR:波段操作好帮手[N];江苏经济报;2001年
3 记者 谭志文;三十四个督查组进驻重点产煤矿区和乡镇[N];郴州日报;2009年
4 王建江;新疆地矿测绘院服务煤矿区普查[N];中国测绘报;2011年
5 叶心;监测煤矿区 寻找致污源[N];中国水利报;2009年
6 王庆标;柳泉景山煤矿区环境优美[N];中国矿业报;2001年
7 钟勇;国内首套SAR测图系统通过评审[N];中国测绘报;2010年
8 叶心;煤矿区污水治理效果明显[N];中国水利报;2009年
9 记者 赵亚辉;自主产权机载SAR测图系统研制成功[N];人民日报;2011年
10 通讯员 唐伟明;库车设置地质灾害“防护墙”[N];阿克苏日报;2010年
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1 时公涛;基于干涉图的多通道SAR地面慢动目标自动检测技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 侯建国;基于差分干涉雷达测量技术的哈尔滨市地面形变监测与综合分析研究[D];长安大学;2011年
3 张云;高分辨SAR运动目标检测与成像若干技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 夏东坤;P波段全极化SAR数据处理方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 王力宝;多输入多输出合成孔径雷达关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 岳昔娟;稀少(无)控制条件下机载SAR高精度定位技术研究[D];武汉大学;2009年
7 杨科锋;移变双基地SAR特性与成像方法研究[D];国防科学技术大学;2009年
8 安道祥;高分辨率SAR成像处理技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 李宁;双基地高超音速弹载SAR可用性与算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 戴春杨;移动双基地SAR成像理论与方法研究[D];电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王萍;干涉SAR数据处理技术[D];西安电子科技大学;2010年
2 梁菲;机载干涉SAR定标方法试验研究[D];北京交通大学;2011年
3 张志斌;干涉SAR合成相位展开算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 廖辉旺;星载SAR Doppler参数估计算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 黎庆;星载SAR信道建模与回波检测性能研究[D];电子科技大学;2011年
6 何强;弹载SAR干扰抗干扰仿真研究与软件开发[D];电子科技大学;2011年
7 刘洋涛;基于实测数据的机载SAR成像技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 廖可非;单激励三维SAR实验系统及成像技术研究[D];电子科技大学;2010年
9 化国强;基于全极化SAR数据玉米长势监测及制图研究[D];南京信息工程大学;2011年
10 王大芳;单极化SAR图像的地形变化检测和森林积雪的多极化仿真[D];复旦大学;2010年
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