金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (5): 155-165.
陈月娟1,2 王可盈1,2 黄平平1,2 尹 博3 白冬艳4 谭维贤1,2 乞耀龙1,2 王志国1,2
CHEN Yuejuan1,2 WANG Keying1,2 HUANG Pingping1,2 YIN Bo3 BAI Dongyan4 TAN Weixian1,2 #br# QI Yaolong1,2 WANG Zhiguo1,2#br#
摘要: 我国煤矿资源储量丰富,其开发利用为经济发展作出了重要贡献,但大规模开采也引发了严重的生态
环境破坏与地表沉降问题。合成孔径雷达干涉测量 (Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术是实现矿区
地表形变监测的重要手段。然而差分干涉合成孔径雷达技术 (Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)
和偏移量追踪 (Offset Tracking,OT)提取的是地表视线向 (Line of Sight,LOS)和方位向形变,难以全面表征矿
区真实的地表形变。为此,提出了一种融合D-InSAR 和改进偏移量追踪的三维形变提取方法,通过建立开采诱发水
平位移与地表倾斜的数学关系模型,实现矿区地表三维形变场重构。首先,采用具有局部特征选择机制的动态窗口
偏移量追踪方法,通过纹理特征、边缘检测和不变矩提取图像局部特征;再结合基于变异系数的动态调整因子与综合
特征评分,实现初始特征窗口的自适应调整。然后,利用高斯混合模型动态确定D-InSAR 与偏移量追踪形变融合的
阈值范围。最后,基于概率积分模型建立矿区水平位移和沉降梯度的比例关系模型,结合LOS 形变与地表真实形变
之间的空间关系,实现基于融合形变信息的准三维地表形变重建。通过对内蒙古某矿区2 景Sentinel-1 影像数据的处
理,成功提取了该区域的地表三维形变信息,融合方法解算的三维形变与实测数据整体趋势一致,垂直向、东西向及
南北向的均方根误差分别为0. 376、0. 502、0. 430 m。与仅基于D-InSAR 的三维分解结果相比,所提方法在垂直向沉
降量的反演精度和大位移、低相干区域的空间连续性方面均有所提升,并在长短时间基线条件下均表现出较好的趋
势一致性与米级误差控制能力。研究结果可为矿区地表形变监测及沉陷演化规律分析提供方法参考和技术保障。
中图分类号: