一种改进动态预计模型约束的全尺度梯度开采沉陷D-InSAR三维预测方法技术

本发明专利技术涉及一种改进动态预计模型约束的全尺度梯度开采沉陷D‑InSAR三维预测方法。该方法首先对概率积分法进行修正，解决了概率积分法边缘收敛速度快的问题，其次依据采动区D‑InSAR LOS向形变与地表三维形变之间的几何投影关系，构建了基于改进动态预计模型的开采沉陷D‑InSAR观测条件方程，随后根据遗传算法，构建了基于遗传算法的改进动态预计模型预计参数求解模型。最后基于D‑InSAR技术获取的地表LOS向形变值，利用基于改进动态预计模型约束的全尺度梯度开采沉陷D‑InSAR三维预测方法，得到开采沉陷地表三维移动地表变形值。该方法能够快速、精准、可靠的估计出全尺度梯度开采沉陷地表三维形变。

【技术实现步骤摘要】
一种改进动态预计模型约束的全尺度梯度开采沉陷D-InSAR三维预测方法
本专利技术涉及一种InSAR技术监测矿山开采沉陷地表三维形变领域，尤其涉及一种改进动态预计模型约束的全尺度梯度开采沉陷D-InSAR三维预测方法。
技术介绍
当地下煤炭资源被采出以后，采区周围岩体内部原有的力学平衡状态受到了破坏，使岩层发生了移动、变形和破坏。当开采面积达到一定范围之后，移动和破坏将波及到地表。位于开采影响范围内的建(构)筑物、铁路、河流和井巷等就要产生变形或损坏。开展矿山变形监测理论与方法研究，对于揭示开采沉陷规律与采动损害机理，矿山环境地质灾害预警与防控，以及矿区生态环境修复具有重要科学意义。合成孔径雷达差分干涉测量技术(简称D-InSAR)是一种新型的对地观测技术，目前已经广泛被用于地震、火山运动、山体滑坡、冰川漂移、公路变形和城市沉降等监测。由于其具有全天候、全天时、覆盖范围大、可连续监测空间变形信息、监测精度高(毫米级)、以及具有高分辨率等特点，也成为当前矿山变形监测领域的研究热点。受雷达回访周期及波长的限制，当前D-InSAR技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改进动态预计模型约束的全尺度梯度开采沉陷D-InSAR三维预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)在传统的概率积分模型中，开采沉陷盆地被认为由一个主要影响半径条件下形成的盆地。文章的改进概率积分法动态预计模型中，令开采沉陷盆地为两个不同主要影响半径的下沉盆地按照一定的权值组合，则开采后任意T

【技术特征摘要】
1.一种改进动态预计模型约束的全尺度梯度开采沉陷D-InSAR三维预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在传统的概率积分模型中，开采沉陷盆地被认为由一个主要影响半径条件下形成的盆地。文章的改进概率积分法动态预计模型中，令开采沉陷盆地为两个不同主要影响半径的下沉盆地按照一定的权值组合，则开采后任意Ti时刻地表点A(x,y)的下沉值和水平移动值分别可表示为：









根据开采沉陷概率积分法动态预计原理可知，开采后任意Ti时刻地表点A(x,y)的下沉值可表示为：



W0＝M*q*cosα(5)



开采后任意Ti时刻地表点A(x,y)的南北向和东西向水平移动值分别可表示为：















上述公式中各参数的含义为：

时刻工作面的开采沉陷修正模型预计参数：



M—煤层厚度；
α—煤层倾角；
θ—最大下沉角；
H—采深；

时间内走向开采长度；
D—工作面倾向长度；
tanβ1—第一个沉降盆地主要影响角正切；
tanβ2—第二个沉降盆地主要影响角正切；
(x,y)—地表任意点A的平面坐标。

—工作面走向方向逆时针旋转至正北方向的夹角；

—工作面走向方向逆时针旋转至正东方向的夹角；
根据开采沉陷学原理，我们假设当地下煤炭开采为充分采动时当非充分采动时认为其余概率积分参数认为不变。
2)由开采沉陷学原理可知，在地下煤炭开采为充分采动条件下当非充分采动时且认为其余概率积分参数可认为不变。
根据D-InSARLOS向形变与下沉、南北和东西方向水平移动之间的几何投影关系，开采后任意Ti时刻代表地表点A(x,y)的像元jLOS向形变值可表示为：



公式(12)中各参数的含义为：
θj—为地表点A对应的卫星视线入射角。
αj—为地表点A对应的卫星飞行方向方位角。
开采后代表地表点A(x,y)的像元j的任意Ti,Ti-1时间段内差分干涉LOS向形变值可表示为：



根据地表实测LOS向...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋创，王磊，余学祥，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34