《面向礦區沉陷監測的SAR影像信息提取關鍵技術研究》是依託中國礦業大學，由鄧喀中擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向礦區沉陷監測的SAR影像信息提取關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄧喀中
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
礦區開採導致大面積沉陷，由此帶來嚴重的生態環境問題。開採沉陷監測是研究沉陷規律、控制沉陷災害、保護礦區生態環境的基礎。採用新型的對地觀測技術SAR來監測和研究因煤炭開採導致的礦區沉陷及引起的生態環境演變機理和規律，實現資源開發與環境保護協調發展具有重要的理論和實際意義。本項目擬以多源、多時相、多解析度、多極化雷達影像為信息源，融合多種影像的優勢，結合礦區沉陷變形特點，重點研究SAR影像最佳組合及多源影像協同處理方法；大變形條件下SAR影像相位解纏最佳化算法和基於時間、空間的三維相干點目標提取方法等，建立適應礦區沉陷監測的SAR影像信息提取最佳化算法和模型，完善現有的SAR影像信息處理理論和方法，推進SAR在礦區大變形監測中的套用。在此基礎上，建立礦區開採沉陷和老採空區殘餘變形預測模型及老採空區地基穩定性評價方法，為防災減災、保護礦區生態環境和最佳化資源開發提供技術支持。
結題摘要
項目針對SAR影像用於礦區沉陷監測信息提取中的若干關鍵問題展開了研究。主要研究成果如下： （1）對比分析了ERS、ALOS和TerraSAR-X等數據提取開採沉陷的能力，實驗發現，ALOS和TerraSAR-X數據是相對比較理想的，但兩者仍有缺點，前者時間間隔太長，而後者波長過短，綜合分析而言，ALOS對提取開採沉陷更有幫助，且成本較低。 （2）將Contourlet變換引入到干涉圖濾波方法中，使得在能達到干涉圖去噪的同時，較好的保留了紋理細節信息。 （3）研究了GPS與 MODIS聯合實現大氣延遲改正量提取方法，利用兩期GPS觀測數據及相應時間的MODIS數據，分析GPS-PWV與MODIS-PWV的關係，進一步最佳化了MODIS水汽的校正模型。 （4）研究了一種基於多級匹配策略的干涉SAR影像自動配準新方法，該方法首先利用SIFT算法提取SAR影像上的特徵點並完成特徵點初始匹配，之後基於RCM算法剔除相關性較低的匹配點，為減少影像整體匹配誤差，採用PRM算法進行匹配點對的二次篩選，最終完成SAR影像的精確匹配。 （5）探索了大變形條件下兩種干涉SAR技術解算方法：一種是相干性不好的情況下，採用下沉盆地邊緣點的D-InSAR結果同少量實測點結合，聯合解算機率積分法參數；另一種是在相干性較好的情況下，直接採用D-InSAR的結果反算機率積分法參數。最後再由機率積分法模型解算地表的總體沉降情況。 （6）對多基線時序SAR中的短基線技術進行了分析，並利用該技術提取了礦區地表沉降，試驗證明：SBAS方法對干涉圖中相干點的識別是有利的，但對礦區開採沉陷的監測效果並不好。 （7）研究了基於支持向量機的機率積分法參數及地表下沉預報方法；構建了機率積分法修正模型的老採空區殘餘移動變形預測模型及方法； 建立了老採空區殘餘沉降計算模型，分析了殘餘下沉係數與覆岩岩性、開採厚度、開採深度及建築物載荷的關係。 本項目發表相關科研論文36篇，其中SCI檢索1篇，EI檢索8篇，完成了既定的研究目標和任務。
