基于D_InSAR采煤塌陷区地表沉降形变动态监测技术研究的任务书.docx

基于D_InSAR采煤塌陷区地表沉降形变动态监测技术研究的任务书
一、研究背景和意义
生产和人类活动中的各种地下开采活动，包括采矿、注水开采、油气钻井、地铁建设等都会引起地下空洞的形成或地下介质的物理性质发生变化，导致地表沉降和形变现象，此类地面沉降和形变现象被称为地下开采引起的地表塌陷。
地表塌陷是一种严重的环境地质问题，对城市地质环境、生态环境、地下水资源、工程安全、生命财产安全等方面都有极大的影响，因此，研究地表塌陷的机理和动态变化规律，对于工程建设、城市规划、科学管理等方面都具有重要的现实意义和应用价值。
相对于传统的地形测量和摄影测量方法，D_InSAR（差分干涉合成孔径雷达）技术的应用能在较短时间内、较大区域范围内高效、精确、无接触地获取地表形变信息，因而成为了地表塌陷研究的有力工具，应用D_InSAR技术准确监测和分析采煤塌陷区地表沉降形变，将为地下开采工程的规划、安全管理、环境保护、生态修复等提供技术支撑和数据支持。
二、研究目标
本次研究旨在基于D_InSAR技术，准确监测采煤塌陷区地表沉降形变，为煤炭生产带来的环境问题提供解决方案和技术支持，具体研究目标如下：
1.采集并获取采煤塌陷区的高分辨率卫星遥感影像数据，建立数字高程模型（DEM）和地形图。
2.利用SAR图像的相位信息与地表高程之间的关系，设计差分干涉技术方法，获取采煤塌陷区地表形变数据，并进行时间序列分析。
3.确定采煤塌陷区的主要影响因素，分析其对地表沉降形变的影响程度和机理，探求其规律和特征。
4.建立基于D_InSAR技术的采煤塌陷区地表沉降形变预测模型，提出相应的预防和治理措施。
三、研究内容和方法
1.采集遥感影像数据并建立DEM和地形图
本研究将采用波段为C波段的Sentinel-1A/1B合成孔径雷达卫星获取图像数据，利用SARRAW的工具预处理数据，矫正星载合成孔径雷达（InSAR）数据中的像差、偏移等问题，并选择两次观测期间，相距不超过2年且空间位置重叠、气象条件基本相同的遥感影像对之间进行差分干涉处理，得到地表形变的精确信息。
2.确定采煤塌陷区主要影响因素
本研究将采用统计学方法、偏相关分析、回归分析等方法，确定采煤塌陷区地表沉降形变的主要影响因素，并进行深入剖析，探索其机理和规律。
3.建立预测模型和提出治理措施
在对采煤塌陷区地表沉降形变的影响因素进行分析的基础上，本研究将利用时序数据分析方法，建立预测模型，预测未来的地表沉降形变趋势，并提出相应的预防和治理措施。
四、研究计划与实施步骤
1.方案设计阶段（完成时间：1个月）
1.1研究背景与意义分析
1.2研究现状和进展总结
1.3确定研究目标和内容
1.4确定研究方法和技术路线
2.参数获取与处理阶段（完成时间：3个月）
2.1Sentinel-1A/1B合成孔径雷达卫星数据获取和预处理
2.2建立数字高程模型（DEM）和地形图
2.3差分干涉技术方法的设计和应用
3.数据分析与处理阶段（完成时间：4个月）
3.1确定采煤塌陷区主要影响因素
3.2分析采煤塌陷区地表沉降形变规律和特征
3.3建立基于D_InSAR技术的采煤塌陷区地表沉降形变预测模型
4.结果分析与评价阶段（完成时间：2个月）
4.1对获得的数据和结果进行质量评估和分析
4.2对数据分析得到的结论和建议进行评价和表述
5.报告编写与总结阶段（完成时间：2个月）
5.1撰写研究报告和相关论文
5.2回顾总结工作，规划下一步研究方向和重点
五、预期成果
1.采集和处理采煤塌陷区大范围的遥感影像数据，建立数字高程模型（DEM）和地形图。
2.分析采煤塌陷区地表沉降形变的规律和特征，确定其主要影响因素。
3.利用D_InSAR技术，获得采煤塌陷区地表沉降形变的精确数据，并建立预测模型。
4.提出相应的预防和治理措施，为采煤区环境保护和安全工程建设提供技术支持和数据支撑。
以上是基于D_InSAR采煤塌陷区地表沉降形变动态监测技术研究的任务书。