神东深部开采沉陷规律的DInSAR时序分析

论文摘要

煤炭作为我国最主要的能源之一,它的开采在带给人们巨大经济利益的同时,也给当地的生态环境造成了难以估计的损害,如大范围地表沉陷造成植被损伤、不均匀变形引起地面建筑物和其他基础设施开裂和扭曲等。深部煤炭开采沉陷破坏的作用时间长、影响范围大,因此开展深部煤炭开采沉陷的监测,获得地表移动与变形规律,对灾害预防与治理非常重要。在对泊江海子矿113101首采工作面实施多期精密水准观测的基础上,采用多时相DInSAR技术对研究区开采沉陷实施了同期对比观测,旨在探索出运用空间对地观测技术辅助地面观测的最佳技术途径。本文的主要成果如下:⑴实现了星—地观测结果的同化处理,奠定了同步分析的基础:即将卫星观测时间同化到地面水准观测时间序列、将卫星观测空间坐标同化到地面水准观测的高斯坐标、将主断面上卫星观测的视线向（LOS）形变量分解为下沉和水平变形;⑵实现了40期Sentinel-1A数据的干涉处理、数据融合与建模:通过DInSAR差分干涉处理,获取39期干涉图像,经处理获取走向和倾向主断面下沉曲线以及异常值的剔除;同步分析卫星观测结果与地面实测结果,利用融合数据建立时间序列高斯拟合下沉曲线模型,并据此模型进一步获得开采沉陷的倾斜、曲率;⑶实现了星—地观测结果的时间序列分析、部分开采沉陷参数求取和残余变形分析:获得沉陷最外边界、超前影响距、超前影响角、边界角、最大下沉速率等参数。利用加长时序的DInSAR结果,初步探讨了残余变形分析,相邻开采影响侦测,甄别了二次扰动引起的地表变形;⑷实现了对研究区深部开采沉陷规律的初步探讨:通过对时序DInSAR干涉结果、高斯拟合模型的建立、数据融合的分析总结,对比分析深部与浅部开采沉陷对地表形变的影响,获取研究区113101工作面地表形变规律。

论文目录

致谢

摘要

Abstract

1.绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 DInSAR开采沉陷监测的国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.2.3 存在问题与本文目标

1.3 研究内容与论文结构

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

2.DInSAR监测地表形变原理

2.1 DInSAR技术原理

2.2 误差分析

2.3 DInSAR技术监测地表形变方法

2.4 DInSAR技术的发展

2.5 本章小结

3.泊江海子矿首采工作面开采沉陷数据获取及处理

3.1 研究区概况

3.1.1 研究区自然地理概况

3.1.2 煤层赋存状况

3.1.3 深部与浅部开采的区别

3.2 观测数据获取

3.2.1 Sentinel-1A数据

3.2.2 野外观测数据

3.3 时序差分干涉测量数据处理

3.3.1 ENVI SARScape

3.3.2 DInSAR干涉处理流程

3.4 本章小结

4.实验结果与分析

4.1 DInSAR时间序列差分干涉相位图及其分析

4.2 干涉测量和水准测量的数据同化

4.2.1 LOS剖面下沉曲线

4.2.2 剔除异常值的下沉曲线

4.2.3 LOS+实测值拟合下沉曲线模型

4.3 空地一体的下沉、倾斜、曲率分析

4.4 开采沉陷参数提取

4.4.1 开采沉陷的动态参数

4.4.2 开采沉陷的静态参数

4.5 LOS向形变量在垂直方向的分解的精度评价

4.6 本章小结

5.结论与展望

5.1 主要成果与结论

5.2 创新点

5.3 不足与展望

参考文献

附录 :观测成果

作者简介

学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王夏冰

导师: 马超

关键词: 时序分析,开采沉陷,精密水准,大梯度形变,数据同化,数据融合,残余变形

来源: 河南理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 自然地理学和测绘学,矿业工程

单位: 河南理工大学

分类号: P237;TD327

DOI: 10.27116/d.cnki.gjzgc.2019.000073

总页数: 96

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