地球与环境

矿业工程论文_融合单视线D-InSAR和BK模型的煤

 

文章摘要:合成孔径雷达差分干涉测量(differential interferometry synthetic aperture radar, D-InSAR)在获取地表形变的过程中有其特有的监测手段,针对D-InSAR矿区地表三维变形监测的难点,本文开展相关研究;①顾及D-InSAR难以获取快速大梯度变形的特性,选取边界拟合度较好的Boltzmann函数模型,结合Knothe时间函数,构建一种BK模型;然后,考虑到D-InSAR时空基线失相干和自身监测原理的限制,D-InSAR往往仅能获取地表沿视线向(line of sight, LOS)的短时段一维变形量,依据地表三维移动变形和LOS向变形的投影关系,结合目标区域地质采矿条件,构建适应短时段单视线向变形的适应度函数;引入烟花算法(fireworks algorithm, FWA),提出了融合单视线D-InSAR和BK模型的煤矿地表三维变形动态监测方法。②模拟实验表明,构建方法能够可靠准确的反演出全部开采沉陷动态预计参数,求参相对误差在0.11%~7.51%之间,在大变形区域,构建方法监测的下沉和水平移动与真实值一致,PIM-Knothe方法监测结果失真。抗差求参实验结果表明,在观测误差或模型参数误差的影响下,构建方法反演参数的总体效果较好,在一定程度上表现出了抗差的能力。③将构建方法应用于淮南顾北煤矿13121工作面,对2019年10月25日至2019年12月12日的煤矿地表三维变形进行监测,实现了矿区地表短时段D-InSAR监测向三维变形动态监测转化,且监测结果较吻合地表移动观测站实测地表移动变形量,验证了D-InSAR矿区地表三维变形动态监测方法的可靠性与科学性。

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