D-InSAR技术在地面沉降监测中应用
基于GAMMA的DInSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用
结论与展望
结论与展望
本次演示介绍了面向矿区沉降监测的InSAR技术及其应用研究。通过文献综述 和技术原理分析，阐述了InSAR技术在矿区沉降监测中的应用场景和研究方法。 实验结果验证了InSAR技术在矿区沉降监测中的可行性和优势，同时也指出了该 技术在复杂条件下的局限性和不足之处。
结论与展望
展望未来，随着空间技术的不断发展，InSAR技术在矿区沉降监测中的应用将 更加广泛和深入。未来研究方向可以包括：1）改进InSAR技术的算法和方法，提 高其在复杂条件下的监测精度和稳定性；2）结合其他传感器和数据源，如GPS、 LiDAR等，实现多源数据的融合和分析；3）拓展InSAR技术在矿区生态环境修复 和土地整治等领域的应用研究。
基本内容
然而，基于GAMMA的DInSAR技术在矿区地面沉降监测中也存在一定的局限性。 首先，该技术依赖于雷达卫星图像的质量和覆盖范围，在某些地区可能无法获取 足够的卫星图像；其次，该技术的精度受到多种因素的影响，如大气延迟、地形 起伏等，需要进一步改进和完善；此外，DInSAR技术还需要结合其他地质勘测手 段，如钻探、物探等，以便更深入地了解矿区地下结构和地质环境。
文献综述
文献综述
干涉合成孔径雷达（InSAR）技术是一种利用微波雷达干涉测量地表形变的技 术。自20世纪90年代问世以来，InSAR技术在地质灾害监测、土地资源调查、城 市沉降监测等领域得到了广泛应用。在矿区沉降监测方面，InSAR技术能够有效 监测矿区的微小形变，具有高精度、高分辨率、大范围监测等优势，为矿区安全 生产提供了可靠的科技支撑。
研究方法
研究方法
使用InSAR技术进行矿区沉降监测的研究方法主要包括以下几个步骤：
研究方法
1、数据采集处理：通过卫星或无人机等载体获取矿区的雷达图像，并进行预 处理，如辐射定标、地理编码等。
差分干涉测量(D—InSAR)技术在矿区地面沉降监测中的应用
位信 息 。由于在 所获 取 的相 位信 息 中 ， 含有 大气延 迟、 轨道 误 差 、 平地 效应 、 地形 起 伏 、 目标两 次 成像
过 程 中的微 小形 变及 噪 声信 息 ， 此 ， —ｎ ＡＲ 的 因 Ｄ ＩＳ
转换 ， 到 差 分干 涉 图 、 强 干涉 图、 干 图 、 得 增 相 以及
＞ 涉 田计 —去相 配 线 理 像 地位地 准 噪程 影 计 『 ．算 估 缠码 基 解编 — 滤司 波 生 图 平 — 效 ◆ — — —
５ ・ ４
ＧＮ ＳＷ ｏ ｌ ｆＣｈｎ ／ ０ ０ ５ Ｓ ｒｄｏ ｉａ ２ １ ．
波 、 地 效应 消除 、 平 干涉 条纹 滤波 和相位 解缠 ， 高 相
地 面形 变 图 ， 通过 进一 步后 处理 得 到地 面沉 降分布
图 。Ｉ Ｓ ｎ ＡＲ 数 据 处 理 的 基 本 流 程 如 图 １ 示 ： 所
的 一 个 过 程 。
１ 基 本 原 理
１１ ＩＳ Ｒ 及 差 分 干 涉测 量 （ － Ｓ Ｒ 的 基本 原 理 ． ｎ Ａ ＤＩ Ａ ） ｎ
收 稿 日期 ： ０ ００ — ３ ２ １ — ８ １
・
１ ２ 双轨 法和 三轨 法数据 处理 流程 ．
差分 干涉测 量数 据处理 ， 过配准 、 经 重采样 、 滤
即为两 次成 像 的相 位差 测量 值 ， 据两 次成像 的相 根 位 差 与地面 目标 的三 维 空 间 位置 之 间存 在 的几 何 关系 ， 利用 飞行轨 道 的 参 数 ， 可测 定 地 面 目标 的 即 三维 坐标 ， 它可 以用来 提供 大范 围的高 精度数 字高
D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中应用
D-InSAR技术在煤矿区沉陷监测中的应用摘要：d-insar是近年来发展比较迅速的微波遥感技术，它具有全天候、全天时、覆盖面广、高度自动化和高精度监测地表变形的能力，已成为具有很大潜力的空间对地观测新技术。
详细推导了合成孔径雷达差分干涉测量( d-insar) 技术的基本原理，分析了d-insar技术在矿区沉陷监测中的问题，并结合新技术对存在的问题提出了解决方案，从而使d-insar技术可以对煤矿区地面沉陷得到更有效的监测。
关键词：合成孔径雷达；差分干涉测量；开采沉陷；监测0 引言我国作为一个煤炭资源开采大国，煤炭资源开采造成大面积的地表形变，不仅对地表的建筑物、道路、农田造成不同程度的破坏，而且影响了矿区和周边地区的生态环境。
及时、准确地监测矿区地面沉陷及其发展过程是煤矿区面临的重要任务。
近年来，迅速发展起来的合成孔径雷达差分干涉测量(d-insar，differential interferometric synthetic aperture radar)技术可以高精度监测地表的微小地形变化[2]，是水准测量和 gps 测量的有效补充，将其应用到矿山开采沉陷监测当中，可以对地下煤炭开采引起的地表变形进行自动化、全天候、连续空间覆盖的监测。
由此可见，应用 d-insar 技术进行矿区地表形变监测将是今后矿区地表形变监测发展的趋势。
1. d-insar技术提取地表形变的基本原理d-insar技术是以合成孔径雷达复数据提取的相位信息为信息源获取地表三维信息和变化信息的一项技术。
图1是差分干涉测量的成像几何示意图。
假设a1和a2是第一次干涉处理时的卫星成像天线，p点地表未发生形变，则其获得的是不包含地形形变的干涉相位，称其为干涉纹图1； a1和a2′是第2 次干涉处理时的卫星成像天线,且在a2′成像前,地表p点出现了微量形变，其获得的是包含了地形形变相位和其他相位的干涉相位，称其为干涉纹图2；可利用干涉纹图1和干涉纹图2干涉相位之差来获取反映地表沿雷达视线向移动的形变相位。
D-InSAR在济宁矿区地面沉降监测中的应用
D-InSAR在济宁矿区地面沉降监测中的应用刘传富【摘要】合成孔径雷达差分干涉测量技术(differential interferometry synthetic aperture radar,D-In-SAR)已在矿区地表沉降监测中得到广泛的应用.论文选取2景2009-01-10-2009-02-25覆盖济宁矿区的L波段的ALOS PALSAR影像.基于SarScape软件对研究区进行双轨差分干涉处理,得到一系列结果图;选取两个沉降明显的区域进行精细化分析;结合GIS软件得到整个研究区的沉降分布以及各沉降区在监测时间段内的沉降量和沉降面积等信息.研究表明:利用双轨D-InSAR技术可以获取研究区沉降的整体分布情况和具体煤矿区开采引起沉降量和沉降影响范围等信息,从而为治理煤矿区开采引起的地面沉降情况提供一定的技术支持和经验借鉴.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2018(032)002【总页数】6页(P239-244)【关键词】矿区;地面沉降;合成孔径雷达差分干涉测量【作者】刘传富【作者单位】山东省第一地质矿产勘查院,山东济南250002【正文语种】中文【中图分类】P2580 引言煤矿开采给人们带来巨大物质财富的同时,也在毁坏着各种建筑、工程、交通设施和农田,给人们的生产和生活带来了一定的负面影响。
由于采矿引起的地面沉降和塌陷是矿山开采地区经常发生的一种破坏性灾害,也是我国最重要的地质灾害类型之一[1]。
因此,对煤矿区进行有效的地面沉降监测是非常必要的。
合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)是在InSAR的基础上发展起来的,具有全天时全天候、面状监测、穿云透雾、覆盖面积大、时空分辨率高等优点,在地表形变监测方面具有不可替代的优势和极大的发展潜力,大量研究与应用实例表明,其能够应用于矿区长期缓慢的地表形变监测[2]。
2008年,张景发等[3]处理了河北省武安矿区1992年以来的数十景JERS-1和ENVISAT数据,分析了该矿区沉降区域和沉降量的演变过程。
dinsar技术在地面沉降监测中的应用分析
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西部探矿工程
DInSAR 技术在地面沉降监测中的应用分析
焦 昊*
（山西煤炭进出口集团有限公司，山西 太原 030006）
摘
要：公路、铁路、地铁、煤矿等工程施工过程对地层造成一定的扰动，从而导致地层应力和承载力
发生变化，导致地面出现不均匀沉降，影响到生产安全。因此，必须加强施工地面沉降监测。DIn⁃
计掘进进尺为 92301m，累计产量为 1772.5×104t。见图
前常用的方法行差干涉方法有两轨法、三轨法和四轨
1。
法。两轨法是使用两幅雷达的影响资料和对应地区的
山西霍尔辛赫煤矿连续开采七年以后，矿区采空
外部数字高程模型进行对比，先将两幅雷达影像信息
区出现地面沉降问题。每开采 4000t 煤就要塌陷土地
增强后的差分干涉图（图 5）、相干图（图 6）、相位解缠图
（图 7）以及沉降图（图 8）。
图1
通过图 4 和图 6 可以看出沉降区对应的影响相干
矿区划分示意图
表1
ALOS PALSAR 影像参数
干涉对象
时间
中心经度（°）
中心纬度（°）
中心斜距（m）
中心入射角（°）
主影像
2010-02-25
116.492
中图分类号：P58 文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2020)03-0159-04
DInSAR 技术最早起源于 20 世纪 60 年代，是 SAR
图。三轨法顾名思义就是用三幅雷达影像信息组成两
与天文测量技术结合是地形+形变对，两
修回日期：
2019-07-26
作者简介：焦昊（1987-），男（汉族），山西长治人，
D_InSAR技术应用于矿区开采沉陷的监测分析_刘慕溪
Ｄ－ＩｎＳＡＲ技术应用于矿区开采沉陷的监测分析刘慕溪1刘冬2（1.广东省核工业地质局测绘院广东广州510800；2.株洲市规划设计院湖南株洲412000）摘要：文章分析了合成孔径雷达差分干涉测量技术（D-InSAR）相比较于传统监测手段的优势，作者采用二轨法D-InSAR技术，利用西山煤电古交矿区2个时段的TerraSAR-X数据，获取了该矿区试验时间段内的地面形变图，指出了处理D-InSAR数据过程中发现的一些问题，并对该技术用于监测矿区地表沉降进行展望。
关键词：D-InSAR；二轨法；矿区地面沉降；数据处理0引言合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术诞生于20世纪60年代末，它是由雷达影像复数据推导出的雷达信号的信息作为信息源，并利用这些相位信息提取地表三维信息的一项技术。
InSAR技术是利用获得的同一区域的SAR复数影像，对同一个地物的回波信号进行干涉，确定该地区的干涉纹图，并且对相位信号进行分析，确定该区域的DEM或是形变信息。
D-InSAR是在InSAR技术上进一步发展而来的，通过比较两幅或多幅同一地区的SAR影像的相位变化（干涉图），从干涉图导出视线方向距离的变化，从而反推出地表形变，因此可以用来监测地表目标的水平和垂直运动。
合成孔径雷达干涉测量具有全天时、全天候、广覆盖、高分辨率等优点，在地表形变的相关领域中得到了广泛的应用。
1989年美国人Gabriel等人利用Seasat L波段SAR数据测量了加利福尼亚东南部的英佩瑞尔河谷灌溉区的地表形变［1］，首次论证了D-InSAR技术可以用于监测厘米级的地表形变。
之后，到20世纪90年代后期，部分学者通过实验证实D-InSAR技术对地球表面形变监测的精度可以达到毫米级。
但是目前来看，D-InSAR技术具有仪器噪声、卫星轨道误差、大气延迟、时间去相干、空间去相干、外部DEM估计误差、残差地形相位以及处理过程中的误差等；煤矿区的植被覆盖变化引起的地表反射特性变化，导致干涉相位在时变和地面散射体失相关，有时甚至得不到有用的干涉图［2］。
D-InSAR技术在矿区地表沉降监测中的应用研究
D-InSAR技术在矿区地表沉降监测中的应用研究马海涛1李辉2刘勇峰2王云海1（1. 中国安全生产科学研究院矿山所，北京100012 2.北京科技大学北京100083）基金项目:国家“十一五”科技支撑计划课题(2007BAK24B01-5);国家自然科学基金面上项目(51074142)摘要：利用欧空局ENVISAT ASAR雷达数据,获取了SAR影像的干涉条纹并结合SRTM DEM数据，分别采用了二路差分和三路差分对武安市下团城村铁矿区域地表沉降进行监测，获得了区域内的最大沉降值和沉降带分布情况，初步探索了无目标、无时域、大范围、高精度的对地表进行沉降监测的方法，得出了影响最终结果精度的主要因素。
关键字：地表沉降；遥感监测；雷达差分干涉测量；相位解缠The Study of D-InSAR for Diggings Land subsidence MonitoringMa Hai-tao Engineer(China Academy of Safety Science&Technology, Beijing 100012, China)Abstract: The interference stripes of SAR image was obtained using the European Space Agency ENVISA T ASAR radar data. Through the monitoring of ground settlement in Xiatuancheng village iron mine in Wuan city by means of two-pass and three-pass differential interferometry method, the maximum settlement value and the distribution of subsidence zone were determined, combined with the SRTM DEM data. The technology of large range and high accuracy settlement monitoring without target, time and area was preliminarily studied and the main factors affecting the accuracy of final results were obtained.Keyword: Land Subsidence;Telemetry ; D-InSAR; Phase Unwraping0 引言地表沉降是目前存在于世界范围内的一种重大灾难，许多地表快速沉降是由人类活动引起的,例如地下流体开发,采矿活动[1]等，地面不平均的沉陷甚至坍塌会引起建筑物和工业设施的损坏，造成很大的经济损失[2]。
D-InSAR与PS-InSAR技术应用于苏州地面沉降监测之比较
D-InSAR与PS-InSAR技术应用于苏州地面沉降监测之比较
D-InSAR与PS-InSAR技术是目前比较常用的两种区域地面沉
降监测方法。
在苏州地面沉降监测中，这两种方法也被广泛应用，但是它们各自具有优点和缺点。
D-InSAR技术是基于大规模的SAR数据集，通过计算不同时
期内的SAR影像间的相位差来获得地面沉降情况。
这种方法
具有高时间分辨率，能够快速检测地面沉降的变化趋势。
但是
D-InSAR技术在地面沉降监测的准确性上存在一定的局限性，因为这种技术仅能够检测表层地面的变化情况。
相比之下，PS-InSAR技术具有更高的准确性。
它通过利用多
时期SAR影像的星点合成来获取地表变形状态，能够有效避
免大气影响和不同时间影像的相位不一致问题。
但是PS-InSAR技术需要进行高精度的监测处理，因此需要消耗更多的时间和资源。
总体而言，D-InSAR技术和PS-InSAR技术在苏州地面沉降监
测中都能够提供有用的信息，但是应用场景各有不同。
若是需要快速监测地面沉降的变化趋势，可选择D-InSAR技术；若
是需要高精度的地面沉降监测结果，则应选择PS-InSAR技术。
在实际应用时，可以根据具体监测的目的和需求选择合适的方法，从而更好地实现地面沉降监测。
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学位授予单位:北京建筑工程学院
1.董育烦基于InSAR技术的滑坡监测及稳定性评价方法研究[学位论文]2008
2.何伟D-InSAR技术在西安市地面沉降监测中的应用[学位论文]2007
3.姚国清.母景琴.Yao Guoqing.Mu Jingqin D-InSAR技术在地面沉降监测中的应R技术监测城市地表沉降研究[学位论文]2008
9.迟肇惠基于差分干涉技术(D-InSAR)在珠江三角洲地区路面沉降监测研究[学位论文]2007
引用本文格式:王珍D-InSAR技术在地面沉降监测中应用[学位论文]硕士 2010
北京建筑工程学院
硕士学位论文
D-InSAR技术在地面沉降监测中应用
姓名:王珍
申请学位级别:硕士
专业:地图制图学与地理信息工程
指导教师:邹积亭
20100301
D-InSAR技术在地面沉降监测中应用
4.周建民InSAR技术及其在地表形变监测中的应用研究[学位论文]2006
5.姜文亮PS InSAR技术监测断层活动性应用研究[学位论文]2007
6.黄爱萱利用D-InSAR技术监测地表形变——以上海地区为例[学位论文]2009
7.李学军InSAR技术在大同矿区地面沉降监测中的应用研究[学位论文]2007