露天矿区地表沉陷获取方法技术

本发明专利技术公开了一种露天矿区地表沉陷获取方法，属于地表沉陷获取技术领域，包括以下步骤：准备SBAS

【技术实现步骤摘要】
露天矿区地表沉陷获取方法


[0001]本专利技术属于地表沉陷获取
，尤其涉及一种露天矿区地表沉陷获取方法。

技术介绍

[0002]随着开采设备的进步和技术的发展，露天矿开挖深度持续增加形成了一系列高陡边坡，在开采扰动、降雨等因素的诱发下出现了大面积的地表沉陷，破坏边坡稳定结构，危及矿坑周边建（构）筑物，使从业人员乃至周边居民的人身财产安全受到了不可忽视的威胁。传统的地面测量技术如全站仪、水准测量等，整体成本高、工作周期长且极易受环境影响，无法保证工作进度和精度，不能快速的表征出整个矿区的宏观沉陷趋势并反演沉陷发育过程，已然无法满足露天矿区地表沉陷数据的获取需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种露天矿区地表沉陷获取方法，旨在解决上述现有技术中传统地面测量方法无法快速表征出整个矿区的宏观沉陷趋势并反演沉陷发育过程的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种露天矿区地表沉陷获取方法，包括以下步骤：S1： 获取相关数据及辅助数据信息，为运用SBAS
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In SAR技术提供原始数据；S2：SBAS
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In SAR操作流程：对原始数据进行处理后获得SBAS
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In SAR结果云图，用于表征地表沉陷趋势；S3：数据后处理：通过优化精度阈值参数提高SBAS
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In SAR结果云图覆盖率，在获取目标点的历史沉陷曲线的基础上利用IDL语言获取目标点的具体沉陷数值。
[0005]优选的，在步骤S1中，所述原始数据包括哨兵卫星数据、DEM数据和卫星精确轨道数据；所述辅助数据信息包括Range Looks、Azimuth Looks。
[0006]优选的，在步骤S2中，SBAS
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In SAR操作流程如下：1）将获取的哨兵卫星数据导入ENVI软件生成SLC文件，对多景SLC文件裁剪去除研究之外的区域，将获取的DEM数据导入ENVI软件并进行拼接镶嵌，得到覆盖研究区域的完整图像；将得到的SLC文件经过生成链接图和干涉工作流得到相干性图、滤波后的干涉图和相位解缠图，根据获取结果的相干性和相位解缠质量判断是否剔除质量较差的像对；2）轨道精炼和重去平：选取适当的相干点估算和去除相位图中残存的相位跃变和残存相位；3）地表形变信息反演：第一次反演先估算形变速率和残余地形，第二次反演通过再一次解缠优化干涉图，估算和去除大气相位；4）地理编码：将数据反演后得到的结果由斜距坐标系编码为地理坐标系，并将数据由视线方向转变为竖直方向；将结果导入ArcGis软件中获取In SAR结果云图。
[0007]优选的，步骤1）中，将多景SLC文件导入ENVI软件得到工程文件、生成链接图，再将
工程文件和DEM数据导入ENVI软件进行干涉工作流步骤得到相干性图、滤波后的干涉图和相位解缠图，并检查相干性和相位解缠质量。
[0008]优选的，在步骤S3中，提高SBAS
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In SAR结果云图覆盖率的方法如下：利用软件获取In SAR结果云图中速度、高度精度文件的直方图，查看数据分布，优化速度、高度精度阈值来提高整体结果覆盖率。
[0009]优选的，所述ArcGis软件为地理遥感影像处理软件，获取的SBAS
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In SAR结果云图包括年平均沉陷速率云图及累计沉陷量云图。
[0010]优选的，在步骤S3中，利用遥感图像处理软件对SBAS
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In SAR结果中Meta文件分析，获取沉陷数据等值线，绘制沉陷曲线，并结合IDL语言提取目标点的精确沉陷数值。
[0011]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本专利技术通过将短基线集合成孔径雷达干涉测量技术（SBAS
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In SAR）应用于露天矿区地表沉陷获取，在保证精度的前提下工作效率更高、获取面积更大并且几乎不受天气影响，能够做到长时间跨度大面积结果获取，快速得到矿区的整体沉陷状况、反映出沉陷的发育过程，并且可以得到所需目标点的具体形变数据，解决了原有云图只能表现出沉陷数据的大致范围的弊端，将精度控制在毫米级，可在露天矿地表沉陷测量中广泛推广。
附图说明
[0012]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0013]图1是本专利技术实施例提供的一种露天矿区地表沉陷获取方法的流程图；图2是本专利技术本专利技术实施例中的像对链接时间基线图；图3是本专利技术实施例中的像对链接时间位置图；图4是本专利技术实施例中相干性结果图，A为滤波后的干涉图、B为相位解缠图、C为相干性图；图5是本专利技术实施例中高度、速度精度阈值为默认值条件下时的沉陷云图；图6是本专利技术实施例中高度、速度精度阈值优化后的沉陷云图；图7是本专利技术实施例中年平均沉陷速率云图；图8是本专利技术实施例中历史沉陷累积量云图；图9是本专利技术实施例中沉陷云图等值线划分结果图；图10是本专利技术实施例中目标点历史沉陷曲线图；图11是本专利技术实施例中目标点沉陷数据提取结果。
具体实施方式
[0014]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0015]以下以抚顺西露天矿为例，对本专利技术提供的一种露天矿区地表沉陷获取方法进行描述。选取覆盖该区域2018年1月至2021年7月共42景Sentinel
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1B数据（2021年2月数据损坏）进行SBAS
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In SAR处理，运用该技术获取此时间段内矿坑内部及周边区域的年平均沉陷
速率及累计沉陷量云图，通过优化高度、速度精度阈值提高结果数据的覆盖率，选取沉陷最为严重四个区域绘制沉陷曲线图并获取具体沉陷数值，操作流程如图1所示，具体步骤如下：S1：（1）软件准备：本实施例采用的软件环境为遥感图像处理软件ENVI 5.3（64 bit）和ENVI classic 5.3 +IDL 1.85版本，同时安装Sentinel
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1B数据处理专用模组，SBAS
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In SAR流程采用的为该软件的SARscape5.2.1模组；In SAR后处理采用的为ArcGis10.7版本，主要包括ArcMap 10.7和ArcCatalog 10.7 两个软件。ENVI软件的安装和运行需要在全英文路径下进行，设定好软件的默认输入输出路径后选择SENTINEL_TOPSAR模式。
[0016]（2）数据准备：在欧洲航空局哥白尼数据开放存取中心下载2018年1月至2021年7月抚顺西露天矿的哨兵卫星数据及卫星精确轨道数据。选定范围后设定数据来源为Sentinel
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1B的降轨数据，数据类型为SLC、VV极化，成像模式为宽幅成像；因时间跨度较大数据繁多，本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天矿区地表沉陷获取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1： 获取相关数据及辅助数据信息，为运用SBAS
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In SAR技术提供原始数据；S2：SBAS
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In SAR操作流程：对原始数据进行处理后获得SBAS
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In SAR结果云图，用于表征地表沉陷趋势；S3：数据后处理：通过优化精度阈值参数提高SBAS
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In SAR结果云图覆盖率，在获取目标点的历史沉陷曲线的基础上利用IDL语言获取目标点的具体沉陷数值。2.根据权利要求1所述的露天矿区地表沉陷获取方法，其特征在于：在步骤S1中，所述原始数据包括哨兵卫星数据、DEM数据和卫星精确轨道数据；所述辅助数据信息包括Range Looks、Azimuth Looks。3.根据权利要求2所述的露天矿区地表沉陷获取方法，其特征在于：在步骤S2中，SBAS
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In SAR操作流程如下：1）将获取的哨兵卫星数据导入ENVI软件生成SLC文件，对多景SLC文件裁剪去除研究之外的区域，将获取的DEM数据导入ENVI软件并进行拼接镶嵌，得到覆盖研究区域的完整图像；将得到的SLC文件经过生成链接图和干涉工作流得到相干性图、滤波后的干涉图和相位解缠图，根据获取结果的相干性和相位解缠质量判断是否剔除质量较差的像对；2）轨道精炼和重去平：选取适当的相干点估算和去除相位图中残存的相位跃变和残存相位；...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙书伟，付昕宇，杨晓锐，刘流，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：