基于DInSAR技术的矿区开采沉陷规律分析及预测方法研究

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淮南地区煤矿资源丰富,大量开采带动经济发展的同时,也给当地的生态环境以及居民的生产生活造成了不好影响,加强对矿区的沉陷监测极为必要。获取沉陷数据分析矿区沉降规律,不仅能为矿区提供连续的地表形变图、预测灾害,还能为其它具有相似地质采矿条件的矿区提供煤层开采方法、地表最大下沉值及下沉盆地范围、单点下沉趋势等情况提供可靠的参考数据。针对传统测量的局限性以及需要耗费大量人力物力的缺点,将DInSAR技术应用于监测淮南矿区1613(1)工作面的下沉情况,结合二者实现数据之间的优势互补,对研究区的沉陷规律以及下沉预计进行分析与研究,主要研究成果如下:(1)完成了22景影像数据的干涉处理,获得21期干涉图像,对其中17期干涉结果图进行时序分析,确定了DInSAR的监测成果与矿区开采的时间和沉陷范围基本一致。(2)实现了水准观测和DInSAR监测时间上的统一,将LOS向形变分解为东西、南北、垂直方向的形变,同化了垂直分量与水准测量两种数据,并基于此求解了倾斜、曲率、超前影响角和超前影响距、最大下沉速度滞后距和最大下沉速度滞后角,得到开采沉陷下沉规律。(3)基于概率积分预计模型和LOS向投影原理构建了融合DInSAR和多宇宙并行量子遗传算法的概率积分参数反演模型。通过模拟实验和抗差实验验证了模型可行性和可靠性。在结合水准数据重新建立测线和选择测点的前提下,该模型反演结果的拟合误差介于-20~39mm,可较好的反演全部概率积分预计参数。(4)构建了基于改进狼群算法的模糊时间序列地表下沉预测模型。结合时间序列需要相同时间间隔的特点,将DInSAR监测的垂直向下沉数据应用于预测最大下沉点在稳定期的下沉量,预测结果的均方根误差、平均预测误差率较小,预测值与真实值较为吻合,取得了良好效果。图[30]表[12]参[81]
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