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1、第6期礦山測量No．62013年12月MINESURVEYINGDec．2013doi：10．3969／j．issn．1001—358X．2013．06．11D—InSAR監(jiān)測煤礦區(qū)采動地表移動變形規(guī)律研究術張學東，肖斌，李金平，侯妙樂(1．北京建筑大學測繪與城市空間信息學院，北京100044；2．現代城市測繪國家測繪地理信息局重點實驗室，北京100044；3．江西核工業(yè)測繪院，南昌330038；4．云南師范大學旅游與地理科學學院，昆明650500)摘要：煤炭開采引起的地表沉陷災害對礦區(qū)資源和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重的破壞，為了研究其采動地表移動變形規(guī)律
2、，論文以荊各莊礦為實驗區(qū)，采用2004年l1月至2006年3月的7景ENVISATASAR影像，利用兩軌差分D—InSAR方法提取了研究區(qū)的動態(tài)下沉曲線和下沉速度等值線，分析了荊各莊礦區(qū)的采動地表移動變形情況。研究表明：荊各莊礦區(qū)在20041121—20050410時段累積最大沉陷量為60mm，沉降速率最大值為20050130—20050306時段的1．68mm／d，該時段沉陷形變處于危險形變階段。該結果為指導礦區(qū)建筑物、鐵路等基礎設施建設和防災減災工作提供了數據支持，具有一定的參考價值。關鍵詞：D—InSAR；開采沉陷；形變監(jiān)測；ENVISATA
3、SAR中圖分類號：TD325．1文獻標識碼：B文章編號：1001—358X(2013)06—0036—04在建筑物下采煤時，需要隨時確定建筑物受采變形規(guī)律問題。動影響的開始時間和不同時期的地表移動變形量，1D—InSAR測量原理以便對建筑物采取適當措施，如加強觀測、加固、臨時遷出或改變用途等。在鐵路下采煤時，需要根據D—InSAR通過兩副天線同時觀測(單軌模式)，或動態(tài)變形規(guī)律確定鐵路維修范圍，預計鐵路上部建兩次近平行的觀測(重復軌道模式)，獲取地面同一景筑起墊量等。在進行協調開采時，根據動態(tài)變形規(guī)觀的復圖像。由于目標與兩天線位置的幾何關系，在復律
4、可以更合理地安排回采工作面之間的相互關系等圖像上產生了相位差，形成干涉紋圖，干涉紋圖中包含等。這些都說明了研究采動過程中地表移動和變形了斜距向上的點與兩天線位置之差的精確信息，這種差規(guī)律是十分必要的¨J。值包含大氣延遲影響、平地效應、地形起伏、噪聲以及兩為有效監(jiān)測開采沉陷造成的危害以及研究其地表次成像過程中地表發(fā)生的細微變化，由于SAR上兩天移動和變形規(guī)律，傳統方法是采用水準儀、經緯儀和線距離較短，利用差分的方法，可以消除兩個天線接收GPS等測量儀器進行監(jiān)測，只能獲得觀測點的地表形信號中的共同誤差，如衛(wèi)星軌道誤差、大氣影響等。D變，難以獲得整個區(qū)域
5、的沉降趨勢，且對于監(jiān)測網的維—InSAR可以分為二軌差分法和三軌差分法，由于三軌持每年也需要消耗大量的人力財力。因此，迫切需差分法容易引人解纏相位噪音】，因此，本文采用二軌要應用遙感遙測新技術進行礦區(qū)沉陷監(jiān)測J。20世紀差分法處理數據。7O年代末出現的合成孔徑雷達差分干涉測量技術(Dif-二軌差分法是由Massonnet等首先提出的，它ferentialInterferometricSyntheticApertureRadar．D—In-是利用試驗區(qū)地表變化前后的兩幅SAR圖像生成干SAR)發(fā)展迅速。與傳統測量方法相比，D—InSAR技術涉條紋圖，
6、再利用事先獲取的DEM數據模擬地形相憑借其宏觀性、周期性、信息量大、高精度等特點，具有位的條紋圖，從干涉條紋圖中去除地形信息，從而得其它監(jiān)測技術無法比擬的優(yōu)勢，已在環(huán)境變化監(jiān)測和軍到求解的地表形變信息。其幾何關系如圖1所示，事偵察等方面顯示出巨大威力]。因此，本文借助D地表形變公式表示為l—InSAR來監(jiān)測和分析礦區(qū)開采引起的采動地表移動ZlR=(di目一。)(1)葉7+基金項目：現代城市測繪國家測繪地理信息重點實驗室開放課題其中，掘。為試驗區(qū)地表變化前后兩幅SAR圖項目I20111227N)資助。像生成的干涉相位，為DEM數據的模擬地形相36第6
7、期礦山測量NO．62013年12月MINESURVEYINGDec．2013可知在荊各莊礦沉陷區(qū)有鐵路分布，因此，以荊各莊和相關部門防治因開采造成的沉陷災害。礦D沉降區(qū)過2005年4月最大下沉點位置(118。4同理，可以做出公路、建筑物等區(qū)域的類似動態(tài)6”，39。347)的水平剖面動態(tài)下沉曲線為研究對象。沉陷曲線防治采區(qū)造成的沉陷危害，并進行相關研實驗以2004年11月獲得的第一期影像為研究起究分析，指導基礎設施規(guī)劃和建設。點，到獲得的有連續(xù)累積沉降的2005年4月第四期3．2下沉速度等值線影像為止，建立其經過最大下沉點水平剖面的動態(tài)利用D—InS
8、AR監(jiān)測結果繪制了荊各莊礦的沉下沉曲線，如圖5所示。降速率等值線，如圖6所示。其研究時段依次為20041121—20041
