专利名称：矿区地表开采沉陷合成孔径雷达干涉测量的监测及解算方法
技术领域：
本发明涉及一种矿区地表开采沉陷的监测及解算方法，尤其涉及一种矿区地表开采沉陷合成孔径雷达干涉测量的监测及解算方法。
背景技术：
合成孔径雷达干涉测量技术作为独具光学遥感所不能比拟的全天候、可视范围大、轨道稳定、高精度的大地测量技术，应用领域不断扩大，一直是国内外的热门研究学科。随着天基雷达系统不断的更新，SAR数据的极大丰富，该技术获得了前所未有的发展和应用。合成孔径雷达干涉测量技术英文表示为:InSAR, Interferometric SyntheticAperture Radar。DInSAR (Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar)中的“二轨差分”方法是以同一地区的两幅SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，借助外部DEM (Digital Elevation Model)去除地形相位,获取地表形变信息的一种空间对地观测新技术。DInSAR在火山监测、地面沉降、地震形变场获取、滑坡监测等领域具有极大的应用潜能。在重复轨道情况下，如果两幅影像获取时间间隔内发生了地表形变移动，那么两幅影像所形成的干涉条纹中主要包含以下相位信息(
图1):
权利要求
1.种矿区地表开采沉陷合成孔径雷达干涉测量的监测及解算方法，其特征在于， 包括以下步骤: 1)生成干涉图:该步骤包括InSAR影像的选取、格式转换、影像的配准、预滤波、生成干涉图，从而得到监测地区的干涉相位图；配准过程为:经过轨道粗配准，像元级、亚像元级精配准，解算副影像相对于主影像的偏移量，并进行多项式拟合，根据多项式拟合系数完成对副影像的重采样；干涉过程为:将主影像和重采样后的副影像对应像元共轭相乘，得到干涉条纹图； 2)解算形变相位:该步骤包括借助精密轨道数据、外部DEM，消除干涉相位中的平地效应、轨道误差、地形相位，对剩余相位进行滤波后，得到只包含有地表形变信息的相位值； 干涉影像中包含以下相位信息:
2.据权利要求1所述的矿区地表开采沉陷合成孔径雷达干涉测量的监测及解算方法，其特征在于:所述的步骤4)中在影像上选取下沉点时，不能完全将常规InSAR得到的形变量作为最终的矿区地表下沉量，其中含有大量的相位解缠错误，应根据相干性来选取部分下沉盆地边缘的点位作为影像上可靠的下沉点。
3.据权利要求1所述的矿区地表开采沉陷合成孔径雷达干涉测量的监测及解算方法，其特征在于:所述的步骤5)中，在进行求解概率积分法参数时，将少量地表观测站实测数据与InSAR技术解算的点位下沉量相结合，利用遗传优化算法，经过交叉、变异等步骤，不断循环迭代解算出最终的概率积分法参数；提供概率积分法预计参数的范围，生成一组初始“染色体”种群，并预计地表实测点位对应的下沉量；利用InSAR解算的地表下沉量和少量地表实测点作为基准，比较实测值与预计值建立适应度函数；按适者生存的原则，即依据适应度函数计算其适应度，从中选择出较适应环境的“染色体”进行交叉、变异从而产生更适应环境的新一代“染色体”群，即概率积分法参数；经过不断迭代进化，最后收敛并获取一个最适应环境的“染色体”，该种群即为最优的概率积分法参数。
4.据权利要求1所述的矿区地表开采沉陷合成孔径雷达干涉测量的监测及解算方法，其特征在于:所述的步骤6)中解算地表下沉盆地时，采用了现时应用最为广泛，最为完善的开采沉陷预计理论，根据概率积分法模型来解算地下开采而引起地表任意点(X，y)的下沉值:
全文摘要
一种矿区地表开采沉陷合成孔径雷达干涉测量的监测及解算方法，属于矿区地表开采沉陷的监测及解算方法。该方法对InSAR数据进行格式转换、配准、预滤波、干涉，得到InSAR干涉相位；借助精密轨道数据、外部DEM，消除干涉相位中的平地效应、地形相位、轨道误差，对剩余相位进行滤波后，得到只包含有地表形变信息的相位值；在大形变梯度条件下，通过相位解缠获取开采沉陷盆地边缘的下沉量，将其同少量地面实测数据相融合，采用遗传算法反演该下沉盆地的概率积分法参数；利用得到的概率积分法参数和地质采矿资料联合解算整个地表下沉盆地任意点的下沉值，从而生成矿区开采沉陷变形场。具有监测精度高、范围大，实现操作过程简单，费用低，技术含量大的优点。
文档编号G01S13/90GK103091676SQ20131002352
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月22日 优先权日2013年1月22日
发明者范洪冬, 邓喀中, 薛继群, 陈炳乾, 程丹 申请人:中国矿业大学