摘要： InSAR技术应用于地表沉陷监测主要面临两个技术问题:其一,雷达视线方向(LOS)形变是一维形变,需借助地表移动规律性模型解算地表三维形变,存在参考模型选择合理性和融合解算问题;其二,矿区大梯度形变通常超出了InSAR技术的监测能力,导致大梯度形变区出现整周相位缺失的失相干现象。针对以上问题,提出了一种基于参考相位修复法和单轨InSAR形变计算模型的大梯度形变矿区地表三维形变计算方法,具体步骤如下:基于地表移动概率积分模型(PIM)获取形变区参考相位,通过InSAR观测干涉相位与参考相位求差得到剩余缠绕相位,解缠后叠加参考相位实现形变相位的修复;基于PIM模型推导地表移动矢量俯角和方位角公式,结合LOS向形变解算地表三维形变。针对形变量达数米的剧烈大量级形变区域,其更大的形变梯度可能超出参考相位修复法的适用范围,提出了一种基于PIM融合法的大量级形变计算方法。以上湾煤矿采厚8.8 m高强度开采的12401工作面为研究对象,Sentinel-1A为数据源,采用上述方法进行地表大梯度形变InSAR监测研究。研究结果表明:Sentinel-1A InSAR干涉图解缠的最大相位为-6.7 rad,修复后相位最大值为-337.37 rad,成功修复了大梯度形变区域的形变相位;通过解算,研究区地表三维移动盆地最大下沉值为1 551 mm,最大水平移动值为754 mm,下沉值精度RMSE为53 mm,水平移动值精度RMSE为37 mm,实现了矿区大梯度、大量级地表三维形变的精细化监测;基于PIM融合法计算大梯度形变矿区地表三维形变,最大下沉值和水平移动值分别为6 101和2 541 mm,下沉值精度RMSE为153 mm,水平移动值精度RMSE为67 mm。

关键词: InSAR, 参考相位修复法, 三维形变计算, PIM模型

中图分类号: 

• P 237