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申请/专利权人：安徽理工大学;中国矿业大学

摘要：本发明公开了一种井工开采全生命周期地表沉陷监测方法，属于开采沉陷监测领域。利用不同时段多源SAR数据和时序InSAR技术生成矿区地表雷达视线向形变，并通过地理编码转换至相同坐标系下，结合SAR影像成像几何关系将视线向形变转为垂直向形变；当不同时段SAR影像存在时间重叠时，利用最小二乘方法对多源SAR数据监测结果进行平差；反之利用概率积分法对多源SAR数据监测结果进行融合；同时对获取的开采沉陷全生命周期形变场进行精度评估，若不满足精度要求，调整优化融合参数，重新进行数据融合处理，反之输出矿区全生命周期地表沉陷。其步骤简单，融合不同SAR影像获取开采全周期地表沉陷信息，克服了单一SAR影像源仅能获取部分时段地表沉陷的缺陷。

主权项：1.一种井工开采全生命周期地表沉陷监测方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、首先利用不同时段获取的多源SAR数据和时序InSAR技术生成矿区地表雷达视线向形变，然后对矿区地表雷达视线向形变进行地理编码转换至相同坐标系下，结合SAR影像成像几何关系将矿区地表雷达视线向形变转为垂直向形变；步骤二、当不同时段SAR影像存在时间重叠时，利用最小二乘方法对多源SAR数据监测结果进行平差；若不存在时间重叠时，则利用概率积分法对多源SAR数据监测结果进行融合；步骤三、同时对获取的开采沉陷全生命周期形变场进行精度评估，若不满足精度要求，调整最小二乘法收敛阈值或概率积分法预测参数，重新利用最小二乘法或概率积分法对多源SAR数据监测结果进行融合，其中收敛阈值越小精度越高，概率积分法预测参数通过调整求参点数量进行优化；若满足精度要求，则输出矿区全生命周期地表沉陷，实现了融合不同时段多源SAR影像获取井工开采全生命周期地表沉陷；将不同时段SAR影像监测结果获取的地表沉陷归化至全周期地表沉陷部分具体步骤为：设共获取到K个不同时段SAR影像监测结果，因每一个SAR影像集均以第一景SAR影像为参考影像获取地表时序形变，即： 其中表示第i个SAR影像集中第一景影像时间，为第i个SAR影像集中起始时间的形变量；因此，在每组SAR影像监测结果间均存在偏移量：Λi，i＝1,2,…,K，因每个相干点的形变速率不同，故不同相干点的偏移量不同；为了获取全周期地表沉陷，将每组SAR影像中的SAR数据按照获取时间进行排序，并将获取时间最早的SAR数据定义为第一组SAR影像，将第一组SAR影像作为全局参考影像，即Λ1≡0；然后通过偏移量Λi，i＝1,2,…,K，利用下式将不同时段SAR影像获取的地表形变起始时间归化至第一组SAR影像：Dispfullti＝Dispti+Λi,i＝1,2,…,K，式中Dispfullti表示第i个SAR影像集获取的地表沉陷归化至全周期地表沉陷部分，Dispti表示第i个SAR影像集获取的地表沉陷；当判断不同时段SAR影像存在两个相邻时间段重叠时，利用最小二乘法获取偏移量Λi，i＝1,2,…,K；设两个相邻时间段的SAR影像集为第A组与第B组，第A组SAR影像集重叠部分为TA＝tn-x，tn-x+1，tn-x+2，···，tn，式中的t是影像帧对应的时间，其中x为重叠部分SAR影像个数，n为第A组SAR影像集总数；第B组SAR影像集重叠部分为TB＝t1，t2，t3，···，ty，其中y≤m为重叠部分SAR影像个数，m为第B组SAR影像集总数；则对于第A组与第B组两组数据中同名，即代表相同位置的相干点P的偏移量通过下式进行估计： 式中，表示A组SAR数据中相应时间段tn-tn-1的形变速率，表示B组SAR数据中相应时间段ty-ty-1的形变速率；当判断不同时段SAR影像不存在两个相邻时间段重叠时，利用概率积分模型获取偏移量Λi，i＝1,2,…,K；设两个任意相邻时间段的SAR影像集为第A组与第B组，A、B两组SAR数据不存在时间重叠，通过A组SAR数据获取的地表沉陷数据结合概率积分模型反演形变参数： 式中，W0＝mqcosα为地表最大下沉值，r＝Htanβ为主要影响半径；x，y为地表任一点坐标，l，L分别为工作面走向和倾向长度，m为采厚，H为采深，α为煤层倾角，为已知量可由地质采矿条件确定；q为动态下沉系数，tanβ为主要影响角正切，为待求参数，可根据地表沉陷进行反演；获取动态下沉系数q和主要影响角正切tanβ后，对动态下沉系数q和主要影响角正切tanβ进行修正，利用修正后的下沉系数q和主要影响角正切tanβ结合概率积分法对地表任一点最大形变量进行预测，结合Knothe时间函数，则对于A、B两组数据中同名，即表示相同位置的相干点P的偏移量利用下式估计： 其中WP为同名相干点P的最大下沉值，通过概率积分法预计；分别为A、B组数据最后一景和第一景SAR影像时间；c为模型参数，通过矿区地质采矿条件确定。

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