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煤炭资源为我国经济发展做出了巨大的贡献。然而,煤炭资源开采引起的地质环境灾害给属地居民带来一系列自然环境和民生问题。煤炭开采引起地质环境灾害等问题的根本原因在于上覆岩层与地表产生的移动变形。因此,开展矿山变形监测理论与方法研究,对于揭示开采沉陷规律与采动损害机理,矿山环境地质灾害预警与防控,以及矿区生态环境修复具有重要科学意义。InSAR技术作为一种主动式测量技术以其独特的优势,已经成为矿山开采沉陷地表形变监测领域的重要技术手段。然而,对于矿山开采沉陷InSAR监测而言,受矿山开采沉陷地表形变本身特点、观测数据质量、和现有先验模型的影响,当前的矿山开采沉陷InSAR监测尚存局限性。鉴于此,本文开展了基于InSAR的矿山开采地表形变监测关键技术研究。文章所做的研究和工作如下:（1）总结了当前InSAR技术应用于矿区开采沉陷地表形变监测方面的研究现状和存在的问题。研究分析了D-InSAR技术相位解缠原理和D-InSAR技术可监测形变梯度理论。为了研究D-InSAR技术可监测形变梯度和工作面地质采矿条件之间的关系,基于模拟数据,研究了D-InSAR可监测梯度函数模型,并给出了几种常用SAR数据的D-InSAR技术可监测形变梯度函数模型。模拟实验和唐家会煤矿61101工作面实验验证了D-InSAR可监测形变梯度模型函数的准确性,并基于D-InSAR可监测形变梯度模型,求取了1613工作面的相关开采沉陷盆地边界参数。（2）提出了基于InSAR的开采沉陷全尺度梯度形变监测方法（DPIM-PU方法和IDPIM-InSAR方法）。针对现有方法存在SAR数据难以满足、监测三维形变精度不高,且开采沉陷地表大梯度易导致InSAR技术相位解缠失败,现有的InSAR技术无法实现有效的开采沉陷地表形变监测,难以实际应用到矿区开采沉陷大梯度形变监测。因此,提出了两种不同类型的解决方法:1)DPIM-PU方法,该方法通过利用开采沉陷动态预计模型,去除了干涉相位中的大梯度形变相位,从而实现了准确可靠的开采沉陷大梯度相位解缠;2)IDPIM-InSAR方法,该方法通过利用改进的开采沉陷动态预计模型,联合InSAR监测可靠的开采沉陷盆地边缘形变信息构建了开采沉陷InSAR监测方程,在此基础上可以实现对于形变梯度较大的开采沉陷进行有效监测。最后利用模拟实验和顾桥矿1613工作面对两种方法的可行性和精度进行了验证。（3）提出了基于先验模型的开采全周期地表形变InSAR监测方法。在分析了实测资料规律的基础上,利用开采沉陷先验模型,提出了基于先验模型的开采全周期地表形变InSAR监测方法。鉴于此,提出了两种工作面开采全周期InSAR监测方法:DPIM-InSAR方法和DB-InSAR方法,该方法通过开采沉陷先验模型和工作面开采结束后InSAR监测的地表形变信息,构建了开采沉陷InSAR监测方程,并利用相关智能优化算法求解了观测方程,从而实现工作面开采全周期地表形变InSAR监测。监测方法的可靠性通过模拟数据进行了验证。顾桥矿1613工作面对两种方法可行性及精度进行了验证,结果表明两种方法精度相当,满足工程应用标准。（4）提出了基于山区先验模型的开采沉陷地表形变及采矿特征InSAR监测方法。当前开采沉陷地表形变及采矿特征InSAR监测方法主要结合平原概率积分模型,无法适用于山区开采条件下地表形变及采矿特征InSAR监测。而基于山区先验模型的开采沉陷地表形变InSAR直接/间接监测方法是通过利用山区开采沉陷先验模型,通过水平形变与下沉形变的函数关系建立了InSAR直接/间接监测方程,从而实现了山区开采沉陷地表形变InSAR监测;基于山区先验模型的采矿特征InSAR监测方法是通过山区开采沉陷先验模型,和相关先验模型参数,建立了采矿特征和InSAR形变之间的观测方程,并利用相关智能优化算法实现了山区开采工作面采矿特征InSAR监测。模拟实验和61101工作面对基于山区先验模型的开采沉陷地表形变及采矿特征InSAR监测方法进行了验证。（5）提出了SAR数据与其他多源异质多时域数据融合监测开采沉陷方法。针对开采沉陷多源异质监测数据无法定权问题,提出了基于方差分量估计的多源异质数据静态融合方法。该方法通过后验方差的形式进行观测值定权,实现了融合多源异质观测数据监测开采沉陷;针对多源异质多时域观测数据无法进行时间分辨率统一和定权问题,提出了基于DPIM和方差分量估计的多源异质数据动态融合方法,该方法通过开采沉陷动态预计模型,解决了融合多源异质多时域观测数据中时间分辨率统一和定权的问题。通过模拟实验、2113工作面、1613工作面工程实例验证了融合InSAR与多源数据的矿区三维形变监测方法的可行性和可靠性。图[122]表[37]参[196]