基于PS-InSAR与SBAS技术的矿区地面沉降监测研究

论文摘要

近年来,因地下煤炭资源的开采造成地面沉降,进而导致所在区域建筑及城市基础设施产生形变、地下含水层破坏,耕地退变为湿地等灾害报道层出不穷,对当地土地资源、生态环境及人们生产生活造成了严重的影响。因此,利用现代测绘技术实现大范围区域地表形变监测,通过定量分析直观的展示地表形变及趋势发展,进而对煤炭资源的合理开采以及预防地面沉降引起的灾害具有重要的现实意义和应用价值。本文以山东省具有代表性的煤矿为研究区,基于目前在大范围地表沉降监测领域主流InSAR技术手段,重点针对InSAR技术存在失相关和大气延迟影响等问题,开展基于PS-InSAR与SBAS技术监测地面沉降的方法研究,进而获取研究区域地表平均位移速率和累积沉降量,实现地面沉降的定量分析研究,主要研究内容与成果如下:（1）探讨了InSAR技术的几何原理,介绍了D-InSAR技术的基本原理并浅析D-InSAR技术的局限性。阐述了PS-InSAR与SBAS技术的原理,并对两种技术进行了对比分析。（2）阐述了PS-InSAR与SBAS技术的工作流程,并基于PS-InSAR技术与SBAS技术对山东某矿区2015年7月至2017年12月共36景Sentinel-1A数据进行处理,获取了研究区域的平均位移速率与时间位置序列,其中,地面沉降速率最大可达-139 mm/yr。（3）利用2015年7月至2017年12月内CORS站数据与水准数据对上述结果进行验证,发现PS-InSAR技术与SBAS技术的监测结果与其基本一致,其中,基于SBAS技术获取的地面沉降信息精度更高。（4）通过对该试验区矿区、开采面、地下水等不同方面进行地表形变特征的探究,并结合2017年的地下水位监测结果,分析了该研究区域沉降产生的主要原因。

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摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 D-InSAR技术的研究现状

1.2.2 PS-InSAR技术的研究现状

1.2.3 SBAS技术的研究现状

1.3 研究内容及方法

第2章 InSAR地表形变监测原理

2.1 InSAR测高原理

2.2 D-InSAR地表形变监测原理

2.2.1 D-InSAR形变监测方法

2.2.2 D-InSAR技术的局限性

2.3 PS-InSAR地表形变监测原理

2.3.1 PS-InSAR地表形变监测原理

2.3.2 PS-InSAR技术的特点

2.4 SBAS地表形变监测原理

第3章基于时序InSAR技术监测矿区地表沉降

3.1 研究区域数据情况

3.1.1 Sentinel-1A卫星数据介绍

3.1.2 POD精密定轨星历数据

3.1.3 SRTM的DEM数据

3.2 PS-InSAR技术数据处理及结果

3.2.1 PS-InSAR数据处理流程

3.2.2 PS-InSAR数据处理关键技术

3.3 SBAS技术数据处理及结果

3.3.1 SBAS数据处理流程

3.3.2 SBAS数据处理关键技术

3.4 本章小结

第4章矿区地面沉降的精度验证与分析

4.1 PS-InSAR与 SABS技术的精度验证

4.1.1 基于PS-InSAR技术和SBAS技术的监测区结果交叉验证

4.1.2 基于CORS站数据的精度验证

4.1.3 基于水准数据的精度验证

4.2 矿区地面沉降特征分析

4.2.1 实地踏勘验证

4.2.2 基于矿区的形变分析

4.2.3 基于开采工作面的形变分析

4.2.4 基于地下水位的形变分析

4.2.5 基于数据融合的地表形变分析

4.3 本章小结

第5章结论与展望

5.1 本文研究内容与结论

5.2 有待进一步研究的问题

参考文献

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 韩玉杰

导师: 丁宁,朱亚光

关键词: 地面沉降,矿区

来源: 山东建筑大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 山东建筑大学

分类号: TU433

总页数: 57

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基于PS-InSAR与SBAS技术的矿区地面沉降监测研究

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