・１９０・ 价值工程 基于Ｄ—ＩｎＳＡＲ技术的矿区沉陷应用 Ｍｉｎｉｎｇ Ｃｏｌｌａｐｓｅ Ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｆｒｏｍ Ｄ－ＩｎＳＡＲ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ 秦姗兰ＱＩＮ Ｓｈａｎ—ｌａｎ；季灵运ＪＩ Ｌｉｎｇ—ｙｕｎ；周琳ＺＨＯＵ Ｌｉｎ （中国地震局第二监测中心，西安７１００５４） （Ｓｅｃｏｎｄ Ｃｒｕｓｔ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｎ Ｃｅｎｔｏｅｒ，ＣＥＡ，Ｘｉ ａｎ ７１００５４，Ｃｈｉｎａ） 摘要：雷达差分干涉测量（Ｄ—ＩｎＳＡＲ）技术一种新兴的地表形变监测技术，具有精度高、监测范围广等特点。本文以甘肃平凉华亭 煤矿为例研究该技术在矿区的应用，首先采用两轨法Ｄ—ＩｎＳＡＲ技术获取了矿区在２００７—２０１０年的地表形变场，然后分析了ＩｎＳＡＲ地 表形变场的特点。结果表明Ｄ—ＩｎＳＡＲ技术监测到的沉陷信息可以较为准确的反映矿区实际沉陷状况，可以作为一种获取大范围煤矿 区的地表沉陷的有效方法。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ ｆＤ－ＩｎＳＡＲ）ｉｓ ａ ｎｅｗｌｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｇｒｏｕｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｏｍｅ ｐｒｏｍｉｎｅｎｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｕａｔｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ａｒｅａ ｉｎ ２００７－２０１０ ｂｙ ｔｈｅ ｔｗｏ－ｐａｓｓ Ｄ－ＩｎＳＡＲ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ Ｄ—ＩｎＳＡＲ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｌｌａｐｓｅ ｃａｎ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ａｓ ａｌｌ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｗａｙ ｔｏ ｇｅｔ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｌｌａｐｓｅ． 关键词：Ｄ—ＩｎＳＡＲ；两轨法；形变监测；开采沉陷 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｄ－ＩｎＳＡＲ；ｔｗｏ—ｐａｓｓ ｍｅｔｈｏｄ；ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｍｉｎｉｎｇ ｃｏｌｌａｐｓｅ 中图分类号：Ｐ６４２．２６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４３１１（２０１３）２６—０１９０—０２ 和处理方法的不同，Ｄ—ＩｎｓＡＲ的方法可分为：两轨法、三轨 ０引言 目前，对矿区沉降监测的主要手段有传统的水准、 法和四轨法嘲。文中采用两轨法进行处理。 ＧＰＳ、ＥＤＭ测量等。然而这些监测方法都需要耗费大量的 本文以甘肃华亭煤矿为例，开展利用Ｄ—ＩｎＳＡＲ技术 人力，物力和财力，不适合用于对矿区进行快速、准确、实 提取煤矿沉陷形变的量级和范围的研究。华亭煤矿位于甘 时的监测。合成孔径干涉雷达ＩｎＳＡＲ）是近年来发展起来 肃省平凉市，从地质构造角度，该区域位于六盘山断裂带 的一种先进的空间对地观测技术。其方便快捷、覆盖范围 的中段东侧。考虑到研究区域地表植被覆盖茂密，本文选 广、空间分辨率高等特点，使ＩｎＳＡＲ技术迅速成为国际研 取了日本ＡＬＯＳ ＰＡＬＳＡＲ卫星影像资料，波长２３．６ｃｍ，对 究的热点。 植被有较好的穿透能力，影像获取时间为２００７年７月至 近年来，ＩｎＳＡＲ技术在监测矿区沉陷和地质灾害方面 ２０１０年７月，共１１景升轨数据。 应用已取得了一定的成果，Ｃａｎｅｃ等首先用Ｄ—ｌｎＳＡＲ监测 本文采用瑞士ＧＡＭＭＡ公司开发的ＧＡＭＭＡ雷达干 了法国Ｇａｒｄａｎｎｅ附近煤矿的沉降【１］。２０００年，Ｃａｎｅｃ和 涉处理软件进行ＳＡＲ影像数据处理，具体流程如下嘲： Ｄｅｌａｅｏｕｒｔ又用相同的方法得到了该煤矿１９９２到１９９５年 ①获取干涉图：确定主、辅影像，经配准、干涉、基线估 的地面沉陷变化，和地面的水准测量结果相似周；２００９年， 计等步骤后得到干涉相位图； Ｐｅｒｓｋｉ等对波兰的ｗｉｅｌｉｅｚｋａ盐矿，采用ＩｎｓＡＲ技术进行监 ②文中的ＤＥＭ采用美国ＮＡＳＡ公开的ＳＲＴＭ ＤＥＭ 测与分析网。目前，我国学者也己开展了用Ｄ—ＩｎＳＡＲ技术 来模拟地形相位，空间分辨率为９０ｍ（３弧秒）。将ＳＲＴＭ 监测矿区沉降的研究 。基于前人研究的基础上，本文以 ＤＥＭ与主影像进行配准，转换到雷达坐标系下，模拟地形 甘肃平凉矿区为研究对象，采用Ｄ—ＩｎＳＡＲ技术对地表开 相位。 采沉陷进行监测研究，为更好的了解矿区地表形变特征， ③获取形变量：从步骤①中获取的干涉图去除地形 同时也将进一步拓展和完善Ｄ～ＩｎＳＡＲ技术在矿山领域的 相位 得到差分干涉图，经相位解缠，地理编码，获得形变 实际应用。 信息。 １数据与处理方法 数据处理时，为了提涉图的信噪比，对干涉图进 Ｄ—ＩｎＳＡＲ技术是通过对两幅干涉条纹图进行差分来 行了两次基于频谱的自适应滤波，滤波窗口分别为３２ｘ 消除地形相位的处理过程。根据去除地形相位采用的数据 ３２、６４ｘ６４，多视因子给定４：９，即每个像元约为６０ｘ６０ｍ￣。 通过自由组合干涉，共挑选出７个相干性较好的干涉图， 基金项目：地震行业专项（２０１２０８００９ ｏ 各干涉图的空间垂直基线和时间间隔如图１所示，显然， 作者简介：秦姗兰（１９８４一），女，陕西西安人，硕士，研究方向为地 大部分干涉图垂直基线较短，小于ｌｋｍ，较大程度地削弱 形变资料研究。 了外部ＤＥＭ误差对最终形变结果的影响。 计算机工程与应用，２００９（１ １）． 『４】王国胤．Ｒｏｕｇｈ集理论与知识获取［Ｍ］．西安交通大学出版 【２】张月琴，吴学辉．粗糙集在高校教学评估中的／￣ｆｆＪ［Ｊ］．电脑 社，２００１． 开发与应用，２０１１，２４（６）． ［５】罗雅博．基于粗糙集的时态数据挖掘研究【Ｄ］．湘潭大学硕 士论文，２００４． 【３Ｖ《清．Ｒｏｕｇｈ集及Ｒｏｕｇｈ推理【Ｍ】．北京科学出版社，２００３．
