联合DInSAR的3种下沉时序模型关键点缺失问题研究

作     者：石晓宇 魏祥平 杨可明 王剑 姚树一 SHI Xiaoyu;WEI Xiangping;YANG Keming;WANG Jian;YAO Shuyi

作者机构：中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083 中国四维测绘技术有限公司北京100094 淮北矿业股份有限公司通防地测部安徽淮北235000 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2022年第50卷第4期

页      面：236-245页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41971401) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2020YJSDC02) 

主　　题：DInSAR 地表沉陷 时间序列模型 水准数据 关键点 

摘      要：针对难以全面研究沉陷区下沉变形的动态过程和单一监测手段可能会错失地表沉降阶段某些关键点的问题,以局部地表单点为切入点,联合InSAR与水准数据分别建立幂指数Knothe时间模型、Logistic模型和Weibull模型,进而研究矿区地表动态沉降规律。通过模拟数据分析了沉陷区地表观测点下沉变形特征以及影响上述3种时间函数曲线拟合的各因素;并以淮北袁二煤矿某采区为试验区,采用合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术获得各水准点InSAR时序形变值;最终联合In⁃SAR和水准监测数据,对比分析基于多源或单一监测方式2种情况下3种模型拟合曲线的不同。试验结果表明:①各时间序列模型地表下沉待估参数的大小对曲线拟合形态有较大影响,保证一定的监测周期,可反演出合适的下沉参数,才能更准确地拟合沉陷区观测点下沉时间序列,均方根误差最大可提高95.56%。②幂指数Knothe时间模型、Logistic模型和Weibull模型随时间序列变化的过程与地表沉陷区观测点物理下沉时序过程相符,均能较好地由地表单点下沉时间序列拟合出沉降曲线;3种模型虽下沉曲线拟合效果差异不大,但下沉速度曲线的拟合有明显差异且拟合精度均有所提高,可见联合InSAR和水准测量的沉降时间序列对矿区地表动态沉降进行拟合有明显优势。③基于多源数据拟合的3种时间函数模型相较于仅基于单一水准数据的可靠性更高,对各模型的下沉曲线形态具有较好的收敛作用。