一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114199189A(43)申请公布日2022.03.18(21)申请号202111499992.3(22)申请日2021.12.09(71)申请人太原理工大学地址030024山西省太原市迎泽西大街79号(72)发明人廉旭刚张雅飞刘晓宇高玉荣胡海峰蔡音飞(74)专利代理机构北京市盛峰律师事务所11337代理人于国强(51)Int.Cl.G01C5/00(2006.01)G01S19/46(2010.01)G01S13/90(2006.01)G01S13/88(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法(57)摘要本发明涉及开采沉陷监测技术领域，尤其涉及一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法，将开采沉陷区的无人机监测结果与DInSAR差分沉降结果进行融合，根据本发明所提出的数据筛选方法，对DInSAR和无人机监测数据进行筛选，使得筛选后的DInSAR监测值用以边缘监测，筛选后的无人机监测值用以沉陷中心主沉陷值。既利用了无人机数据在沉陷区中心的高精度，又保留了DInSAR差分结果在边缘监测的优越性，弥补了DInSAR手段在大梯度变形的失相干的缺点以及无人机技术在边缘微小变形监测方面的不足。将两种数据优势进行互补，实现采动沉陷区的高精度监测。CN114199189ACN114199189A权利要求书1/1页1.一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法，其特征在于，所述方法包括：通过DInSAR监测开采沉陷的边缘区域，根据SAR卫星参数确定DInSAR监测的相干性阈值，将DInSAR监测值小于所述相干性阈值且最靠近开采沉陷中心的监测点作为DInSAR监测区域的边界；通过无人机监测开采沉陷的中心区域，根据无人机监测值和对应的实测水准值确定无人机监测的监测阈值，将无人机监测值大于所述监测阈值且最远离开采沉陷中心的监测点作为无人机监测区域的边界；根据所述DInSAR监测区域和无人机监测区域各监测点的坐标及其对应的监测值，获取开采沉陷的高精度地表形变信息。2.根据权利要求1所述的开采沉陷方法，其特征在于，根据SAR卫星参数确定DInSAR监测的相干性阈值，具体为：根据SAR卫星的雷达波长和像元大小获取DInSAR可检测的理论最大形变梯度dmax，所述所述λ为雷达波长，所述μ为像元大小；根据预设的DInSAR可检测的最大形变梯度Dmax和所述dmax确定相干系数，所述Dmax＝dmax+0.002(γ‑1)，所述γ为相干系数；将得到的相干系数作为筛选DInSAR监测值的相干性阈值。3.根据权利要求1所述的开采沉陷方法，其特征在于，根据无人机监测值和对应的实测水准值确定无人机监测的监测阈值，具体为：根据公式获取监测阈值T；其中，所述Ui为第i个监测点的无人机监测值，Wi为第i个监测点的实测水准值，n为监测点数。4.根据权利要求1所述的开采沉陷方法，其特征在于，若所述DInSAR监测区域与所述无人机监测区域之间存在未监测点，则采用反距离加权法确定未监测点的监测值，具体为：根据未监测点与其周围的监测点之间的距离，通过公式计算出未监测点的监测值；式中，i为未监测点，j为未监测点周围的监测点，Wi和Wj分别代表对应点的监测值，dj为未监测点与其周围的监测点之间的距离。2CN114199189A说明书1/5页一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法技术领域[0001]本发明涉及开采沉陷监测技术领域，尤其涉及一种联合无人机和DInSAR技术的开采沉陷监测方法。背景技术[0002]矿山开采引起地表移动和变形是因为采矿区的矿层被采出后，周围岩体的原始应力平衡状态遭到破坏，势必要造成应力重新分布以达到新的平衡。在地下矿层大面积采空后，其上部岩层失去支撑，原有应力平衡条件被破坏，产生移动变形，随之上覆岩层产生塌落、破裂与弯曲，致使地表下沉、凹陷变形。这里把开采矿层导致的地面塌陷、地面沉降统称为开采沉陷。[0003]开采沉陷受到多种因素的影响，需要监测完整的地表形变信息，以便为安全开采和塌陷区环境综合治理提供科学的依据。传统的开采沉陷监测方法是水准测量与GPS测量，但水准测量与GPS测量等传统监测技术需要大量的人力和物力，并且无法直接获取连续的地表形变信息。无人机低空摄影测量技术以及合成孔径雷达差分干涉测量(differentialinterferometricsyntheticapertureradar，DInSAR)技术作为近几年发展起来的新型大地测量手段，一定程度上弥补了传统监测技术的不足。开采沉陷是一种大变形的地质灾害，无人机监测开采沉陷虽然能得到沉陷区中心下沉值，但沉陷数据达不到