时序SAR影像集监测矿区开采沉陷新方法研究

"利用时序SAR影像集监测开采沉陷的试验研究，通过详细分析参考影像选择、差分干涉图获取、相干点目标选择、沉降模型建立与解算等步骤，对江苏某矿区的地表沉降进行了监测，展示了SAR技术在矿产开采沉陷监测中的应用潜力。" 本文探讨了一种利用时序合成孔径雷达（SAR）影像集来监测矿区开采沉陷的新方法。SAR技术是一种主动式的遥感技术，不受光照条件限制，能在全天候条件下获取地表信息，特别适合于监测地面微小变化，如采矿引起的地表沉陷。 首先，文章强调了参考影像的选择在监测过程中的重要性。参考影像通常是指用于对比和分析的基准图像，它的选取直接影响到沉陷监测的精度。理想的参考影像应该是无明显形变、时间间隔适中且质量高的SAR图像。 其次，差分干涉测量（InSAR）是SAR监测地表形变的关键技术。通过比较两幅或多幅SAR图像之间的相位差异，可以推算出地表的微小变化。文中详细介绍了差分干涉图的获取过程，包括干涉配准、相位解缠等步骤，这些步骤对于识别和量化沉陷至关重要。 接着，文章讨论了如何选取相干点目标。相干点是相位连续并且地表特征稳定的点，它们在差分干涉图上能产生清晰的干涉条纹，便于形变分析。在实际操作中，需要通过一定的算法筛选出这些点，以确保形变测量的可靠性。 沉降模型的建立与解算是监测过程中另一关键环节。通过对时序SAR影像进行分析，可以建立反映地表沉降趋势的数学模型，如多项式模型、泊松模型等。模型的解算通常涉及最小二乘法或卡尔曼滤波等统计方法，目的是确定地表各点的沉降速度和方向。 此外，文中还提到了非线性形变率的分离技术。由于开采活动引起的沉陷往往是不均匀且复杂的，因此，区分并提取非线性的形变趋势对于理解沉陷机制和预测未来沉陷发展具有重要意义。 以江苏省某矿区为例，研究者对1995年至1998年间12景ERS1/ERS2 SAR影像进行了处理，成功地获取了该区域3年内的地表沉降平均速率。这一实证研究证明了所提出方法的有效性，并为其他类似地区的开采沉陷监测提供了借鉴。 本文的研究为矿产开采沉陷的监测提供了新的思路和技术手段，利用SAR影像集能够实现对矿区地表沉陷的持续、高效监测，有助于提前预警，减少因开采沉陷造成的损失，保障人民生命财产安全。同时，这种方法也对地质灾害监测、城市基础设施安全评估等领域具有重要的理论价值和实践意义。