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[摘 要]本文以某煤矿区内的地面沉陷为研究内容，从2015年10月到2016年7月期间的地面沉降情况的监测数据中，选取了雷达差分测量技术，也就是DInsar技术进行了分析。通过二轨法的差分处理，包括对干涉图的时间分布和质量的选择，进行了差分干涉图的雷达处理，获得了关于沉陷场的研究精度极高的等值线图，得到了大幅度沉陷区域的面积，以及对于沉陷速率减小的论证结果，综合分析煤矿地表在开采后产生沉陷的原因以及进行沉陷控制和治理的方法，经过论证，验证了DInsar技术在矿区地面进行沉陷监测方面具有很高的应用性，并且为后期的煤矿的沉陷区的综合治理以及沉陷区的控制提供参考依据。
[关键词]雷达差分干涉测量；地面沉陷监测；煤矿开采管理
中图分类号：TU645 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0336-01
我国的主要能源之一是煤矿资源，具有煤含量大，储藏量丰富的特点。近年来随着煤炭的開采面积的增多，产生了巨大的经济效益和社会效益，但是也带来了一系列的生活和生产的困扰，尤其是地表的沉陷，需要进行规律的综合研究，为后续的煤矿开采的安全管理提供理论和实践的依据[1]。
1、DinSAR技术概述
DinSAR技术，指的是新型的雷达差分干涉测量技术，具有全天候、高精度等优势，在成本投入上具有很大的优势，在形变检测领域包含着巨大的潜力，地表形变监测的研究离不开这项技术。DinSAR技术在井工矿区的应用虽然已经取得了不少研究成果，但是在大规模的应用中还没有得到广泛的投入。还需要在矿区地面沉陷的治理和发展上加以深入的研究。
2、技术实施概况
案例煤矿区域内交通便利，有铁路、公路贯通其中，区内为第四系洪冲积平原，地形平坦，地面标高+42.46～+54.58m，地势由东北向西南逐渐降低，坡度平缓，区内含煤岩系被第四系、侏罗系覆盖，为一全隐蔽的石炭-二叠系煤田，井下采煤采用垮落法管理顶板，煤层采出后对采空区不进行充填，也不进行永久性支护，所以采空区上方的岩层在自重作用下发生沉降，这种沉降传递到地表形成塌陷区。对于该煤矿的地表塌陷的现象，采用了雷达数据作为数据源，使用DEM数据源作为立体像的资源[2]，形成的地形图精度很高。经过雷达数据的合成，得到了10幅差分干涉图，进行数据的处理之后，得到了差分干涉图的时间基线等有关的形变量信息。具体的干涉像对信息见表1：
3、沉陷区域的分析
地面沉陷监测和测量工作中，注重研究开发高新技术，注重水准测量、基岩标和分层标等传统技术方法利用，并始终把地下水和地面沉降监测工作作为防治地面沉降的基础，其中一些经验值得我国学习和借鉴。为了消除干涉相位中地形相位的影响，利用SRTM-DEM来反演地形相位，通过两轨差分法来消除。实验中忽略了DEM误差引入的相位误差，使用的干涉对的垂直基线为480m，SRTM DEM的相对高程误差为10m，通过分析实验沉降结果，查阅矿区近几年煤矿开采情况以及矿区地质构造等相关资料，得到的结论是矿区是采空区塌陷的易发区。由此推断矿区发生沉降的主要原因是由于矿区长期的开采，形成了大量的采空区。利用DIn-SAR两轨法监测该煤矿及其附近地区的沉降情况，获得了矿区的地表形变结果。结果表明，矿区出现多处沉降漏斗区域，漏斗中心最大沉降量达到420mm，其附近的沉降量达到95mm，并且这沉降漏斗区域与矿区及其采空区分布一致。
在案例矿区的工程中，首先进行了矿区的沉陷结果的分析和处理，得到了不同区域内的不同时间段的沉陷量值、面积统计值等信息的统计数据。利用这些数据勾画出了沉陷区域的等值线。从沉陷形变图，可以看到在煤矿的开采过程中，出现过众多的沉陷漏斗，例如从2015年10月到2016年7月的多个时间段内发生的地面沉陷的情况来看，均与开采规模和开采的频率有直接的关系[3]。无论是新开还是老的开采区域，差别都不大，都是受到矿区开发影响的。通过对采空区上方的地表的沉陷量的统计，发现在48小时内发生地面沉陷的范围一般很大，而同时间间隔中，地面沉陷的范围从13厘米缩减到15厘米的同时，还会发生地面沉陷的范围的缩减，相邻时间内数据变化，随着煤矿开采活动的扩大而发生着急剧的变化。研究区域的扩大或者缩小，与煤矿开采地表的沉陷稳定程度是相呼应的[4]。
通过对形变发生区域的分析，采用高分影像数据进行形变以及真彩色的叠加，得到了固体废弃物以及矿区开采区域的堆积效果，能够很好对地面沉陷发生的原因进行辅助性分析[5]。
结语
本文对DlnSAR二轨差分干涉测量技术进行了分析，对该煤矿的地形和制备情况进行了勘测，进行了该区域多期的影像的差分干涉图的相干性的分析，获取了关于该区域的沉陷场的等值线、沉降面积统计表以及沉陷区的大幅度减小的相关数据，将光学影像与形变图结合起来进行分析，提出采用DlnSAR技术能够很好地检测煤矿地面沉陷，并且对煤矿开采沉陷进行控制，加以综合治理。在研究中还发现，对于地面进行实测数据的获取的时候，测量技术在形变结果上存在无法验证二轨分差测量结果的问题，今后应该通过详细的调查分析，打破技术本身的局限性，排除时间等因素的干扰，利用永久散射技术来确定研究的重点和方向。
参考文献
[1] 王娜，徐素宁，周家晶等.基于DInSAR技术的煤矿区地面沉陷分析[J].中国地质灾害与防治学报，2016，27（2）：110-114.
[2] 陆燕燕，何敏，何秀凤等.基于DInSAR的徐州张双楼煤矿地表形变监测研究[J].测绘工程，2013，22（6）：61-64.
[3] 吴文娟.矿区SAR干涉图滤波方法研究——以南屯煤矿为例[D].中国矿业大学，2014.
[4] 张飞.基于DInSAR技术的淮南采煤沉陷区地面沉降监测研究[D].南京大学，2012.
[5] 刘振国，卞正富，雷少刚等.PS-DInSAR技术在山区重复采动地表沉陷监测中的应用[J].中国有色金属学报（英文版），2014，（10）：3309-3315.
[关键词]雷达差分干涉测量；地面沉陷监测；煤矿开采管理
中图分类号：TU645 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0336-01
我国的主要能源之一是煤矿资源，具有煤含量大，储藏量丰富的特点。近年来随着煤炭的開采面积的增多，产生了巨大的经济效益和社会效益，但是也带来了一系列的生活和生产的困扰，尤其是地表的沉陷，需要进行规律的综合研究，为后续的煤矿开采的安全管理提供理论和实践的依据[1]。
1、DinSAR技术概述
DinSAR技术，指的是新型的雷达差分干涉测量技术，具有全天候、高精度等优势，在成本投入上具有很大的优势，在形变检测领域包含着巨大的潜力，地表形变监测的研究离不开这项技术。DinSAR技术在井工矿区的应用虽然已经取得了不少研究成果，但是在大规模的应用中还没有得到广泛的投入。还需要在矿区地面沉陷的治理和发展上加以深入的研究。
2、技术实施概况
案例煤矿区域内交通便利，有铁路、公路贯通其中，区内为第四系洪冲积平原，地形平坦，地面标高+42.46～+54.58m，地势由东北向西南逐渐降低，坡度平缓，区内含煤岩系被第四系、侏罗系覆盖，为一全隐蔽的石炭-二叠系煤田，井下采煤采用垮落法管理顶板，煤层采出后对采空区不进行充填，也不进行永久性支护，所以采空区上方的岩层在自重作用下发生沉降，这种沉降传递到地表形成塌陷区。对于该煤矿的地表塌陷的现象，采用了雷达数据作为数据源，使用DEM数据源作为立体像的资源[2]，形成的地形图精度很高。经过雷达数据的合成，得到了10幅差分干涉图，进行数据的处理之后，得到了差分干涉图的时间基线等有关的形变量信息。具体的干涉像对信息见表1：
3、沉陷区域的分析
地面沉陷监测和测量工作中，注重研究开发高新技术，注重水准测量、基岩标和分层标等传统技术方法利用，并始终把地下水和地面沉降监测工作作为防治地面沉降的基础，其中一些经验值得我国学习和借鉴。为了消除干涉相位中地形相位的影响，利用SRTM-DEM来反演地形相位，通过两轨差分法来消除。实验中忽略了DEM误差引入的相位误差，使用的干涉对的垂直基线为480m，SRTM DEM的相对高程误差为10m，通过分析实验沉降结果，查阅矿区近几年煤矿开采情况以及矿区地质构造等相关资料，得到的结论是矿区是采空区塌陷的易发区。由此推断矿区发生沉降的主要原因是由于矿区长期的开采，形成了大量的采空区。利用DIn-SAR两轨法监测该煤矿及其附近地区的沉降情况，获得了矿区的地表形变结果。结果表明，矿区出现多处沉降漏斗区域，漏斗中心最大沉降量达到420mm，其附近的沉降量达到95mm，并且这沉降漏斗区域与矿区及其采空区分布一致。
在案例矿区的工程中，首先进行了矿区的沉陷结果的分析和处理，得到了不同区域内的不同时间段的沉陷量值、面积统计值等信息的统计数据。利用这些数据勾画出了沉陷区域的等值线。从沉陷形变图，可以看到在煤矿的开采过程中，出现过众多的沉陷漏斗，例如从2015年10月到2016年7月的多个时间段内发生的地面沉陷的情况来看，均与开采规模和开采的频率有直接的关系[3]。无论是新开还是老的开采区域，差别都不大，都是受到矿区开发影响的。通过对采空区上方的地表的沉陷量的统计，发现在48小时内发生地面沉陷的范围一般很大，而同时间间隔中，地面沉陷的范围从13厘米缩减到15厘米的同时，还会发生地面沉陷的范围的缩减，相邻时间内数据变化，随着煤矿开采活动的扩大而发生着急剧的变化。研究区域的扩大或者缩小，与煤矿开采地表的沉陷稳定程度是相呼应的[4]。
通过对形变发生区域的分析，采用高分影像数据进行形变以及真彩色的叠加，得到了固体废弃物以及矿区开采区域的堆积效果，能够很好对地面沉陷发生的原因进行辅助性分析[5]。
结语
本文对DlnSAR二轨差分干涉测量技术进行了分析，对该煤矿的地形和制备情况进行了勘测，进行了该区域多期的影像的差分干涉图的相干性的分析，获取了关于该区域的沉陷场的等值线、沉降面积统计表以及沉陷区的大幅度减小的相关数据，将光学影像与形变图结合起来进行分析，提出采用DlnSAR技术能够很好地检测煤矿地面沉陷，并且对煤矿开采沉陷进行控制，加以综合治理。在研究中还发现，对于地面进行实测数据的获取的时候，测量技术在形变结果上存在无法验证二轨分差测量结果的问题，今后应该通过详细的调查分析，打破技术本身的局限性，排除时间等因素的干扰，利用永久散射技术来确定研究的重点和方向。
参考文献
[1] 王娜，徐素宁，周家晶等.基于DInSAR技术的煤矿区地面沉陷分析[J].中国地质灾害与防治学报，2016，27（2）：110-114.
[2] 陆燕燕，何敏，何秀凤等.基于DInSAR的徐州张双楼煤矿地表形变监测研究[J].测绘工程，2013，22（6）：61-64.
[3] 吴文娟.矿区SAR干涉图滤波方法研究——以南屯煤矿为例[D].中国矿业大学，2014.
[4] 张飞.基于DInSAR技术的淮南采煤沉陷区地面沉降监测研究[D].南京大学，2012.
[5] 刘振国，卞正富，雷少刚等.PS-DInSAR技术在山区重复采动地表沉陷监测中的应用[J].中国有色金属学报（英文版），2014，（10）：3309-3315.