基于InSAR技术的地表沉陷变形边界提取精度研究

韦金龙，赵利安

(1.山西长平煤业有限责任公司， 山西 晋城 048006； 2.辽宁工程技术大学， 辽宁 阜新 123000)

煤炭开采造成大面积的地表沉陷，其边界范围的确定是设定保护煤柱和保护地面设施的关键，对防止地质灾害的发生起着重大的意义[1-2]. 传统测量手段(GPS、水准测量等)会受环境与技术的制约，而且存在监测范围小、工作量大、效率低、时空分辨率低等缺陷[3-4]. 时序InSAR技术(interferometric synthetic aperture radar，InSAR)具有易操作、成本小、全天候、不受天气情况影响、监测范围广、高空间分辨率、测量精度高等优点，可以做到以平面为基准的区域监测[5-8]. 基于传统D-InSAR技术的短基线集(small baseline subset，SBAS) 技术能够有效地提高观测数据的时间采样率与空间密度，监测一段时间范围内的沉陷情况，获得研究区域内的沉降信息和演化规律[9-12].

对于SBAS-InSAR技术而言，当地下采矿产生非常大量级的形变，且地表上往往覆盖茂盛的植被时，会造成大面积失相干现象，使监测结果受大气效应的严重影响[13-17].为此，选择利用短基线集(SBAS-InSAR)技术对采煤沉陷盆地的边界进行提取，根据实测数据和地表动态沉降预测，验证沉陷变形边界提取的有效性，为形变量级较大的矿区地表沉降研究提供新的解决思路。

1 SBAS-InSAR技术原理

SBAS-InSAR(小基线集，Small baseline subset algorithm，SBAS)方法是由Berardino等最先提出，利用同一区域的多景SAR影像，选取这些影像上满足一定条件的像素进行时间序列分析，与PS-InSAR不同之处在于，SBAS-InSAR技术需要选择多组干涉对，且干涉对需满足时间基线和空间基线达到一定阈值，并对干涉对进行相位空间的多视化处理，尽管降低了空间分辨率，但是最大程度保证了干涉相位的相干性。……