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《中国地质大学(北京)》 2012年
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InSAR技术在淮南矿区地面沉陷监测中的应用

孙晓玲  
【摘要】:淮南市是一个缘煤而建的工矿城市,由于地下开采煤炭资源引起了很多环境地质问题,矿区及其周围的地面沉陷即是最直接最普遍的表现。地面沉陷的巨大危害使得沉陷监测成为迫切而有意义的工作。合成孔径雷达干涉测量技术(Synthetic Aperture RadarInterferometry,简称InSAR),具有全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖等特征,可以满足区域沉陷监测的要求,弥补了地面常规测量劳动强度大、基于离散点观测的不足,用于矿区地表沉陷监测具有较大的优势和较好的应用前景。 本文在介绍了SAR、InSAR、D-InSAR技术的成像原理、优势及其发展的前提下,详细介绍了应用InSAR技术提取研究区域地面数字高程DEM以及以三轨法为例应用D-InSAR技术提取地表形变的算法流程。并应用淮南矿区的4景TerraSAR-X数据提取了淮南矿区具有5米分辨率的地面数字高程DEM,其精度明显优于美国SRTM-3 DEM数据;随后采用已知DEM的两轨法经过配准、去平、滤波、相位解缠、轨道精化、二次差分、地理编码等步骤提取了淮南矿区三个时间段的地面沉陷值。 综合本次的研究成果,主要得出以下结论: (1)结合本次研究证实了InSAR技术较常规测量技术有非常明显的优势; (2)本文采用的数据算法、流程基本合理,提取的研究区域5米分辨率的地面数字高程DEM总体高程趋势与90米分辨率的SRTM-3 DEM基本一致,且精度明显较SRTM-3 DEM高。 (3)研究区域在352天的监测期内有926.92km2左右的区域发生了地面沉陷,且大部分沉陷值达到了10厘米左右,个别区域更为严重 (4)淮河南岸老矿区的地面沉陷要较淮河北岸的新矿区严重。 (5)由于本次研究数据少,求得的地面沉陷值存在一定误差。建议采用多景雷达数据作进一步研究,或者采用InSAR与GPS等传统水准测量方法结合使用,合理利用各技术之间的互补性。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:P225.1;P642.26

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