【摘 要】
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InSAR技术能够获取时序的、面状的地表形变量,有效弥补了传统监测方法获取地表形变的不足。采用单轨的差分干涉法所获得的视线向位移无法直接分解出地表真实的三维形变量。矿区开采沉陷变形具有一定的先验特征,利用该特征可实现沉陷盆地边缘的有效形变量提取及InSAR视线向位移的三维分解,从而更准确地获取矿区地表移动参数。本文以陕西榆林金鸡滩煤矿综采工作面地表为实验区,研究基于InSAR形变的地表移动参数提取
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InSAR技术能够获取时序的、面状的地表形变量,有效弥补了传统监测方法获取地表形变的不足。采用单轨的差分干涉法所获得的视线向位移无法直接分解出地表真实的三维形变量。矿区开采沉陷变形具有一定的先验特征,利用该特征可实现沉陷盆地边缘的有效形变量提取及InSAR视线向位移的三维分解,从而更准确地获取矿区地表移动参数。本文以陕西榆林金鸡滩煤矿综采工作面地表为实验区,研究基于InSAR形变的地表移动参数提取方法。主要内容及结果如下:(1)利用开采沉陷的先验特征有效削弱InSAR形变误差的影响。根据矿区非采动影响区地表形变量为零的先验特征,针对沉陷区以外地面点差分干涉相位的低频特性和高频特性误差,利用小波变换对其进行分解及削弱,获取沉陷盆地边界的有效形变量。以实验区两幅SAR影像为例,对去除部分残差相位前、后的解缠相位进行对比,发现纠正后的非采动影响区地面点形变量更接近零值,说明该方法能够有效去除InSAR观测值中的系统性残差和噪声影响。(2)基于开采沉陷盆地的对称特征实现InSAR一维视线向形变的三维分解。将长壁工作面水平煤层地表沉陷盆地沿走向和倾向主断面可划分为四个对称区域,依据四个对称点构建一维视线向位移与三维位移的最小二乘方程组,通过程序设计实现了地表下沉、走向和倾向三维位移的解算,并利用模拟数据和实测SAR数据进行了验证,结果表明,上述分解方法适用于近水平煤层开采下地表三维形变量的提取。(3)在获取地表移动盆地边界三维形变量的基础上,提取了实验区地表沉陷的动态和静态移动参数。与常规地表水准站的实测数据对比可知,本文方法所提取的沉陷区地表移动启动距、持续时间、边界角和移动角等参数,与实测结果基本一致。由此可见,本文所提出的方法不仅能够提取水平位移信息,也能改进地表移动参数提取的准确性,为利用单轨SAR数据获取矿区地表沉陷规律提供了可行的技术手段。
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