鹤岗煤矿区地面沉降时空特征InSAR时间序列监测研究
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中图分类号:

P315

基金项目:

国家自然科学青年基金(42004010)、中国地震台网中心青年基金(QNJJ-202101、QNJJ-202202)共同资助


InSAR Time Series Monitoring of Spatiotemporal Characteristics of Land Subsidence in Hegang Coal Mining Area
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    摘要:

    随着煤矿资源的开采,鹤岗地区地面沉降现象逐渐加剧。以鹤岗煤矿区作为研究对象,收集2019年8月31日—2021年8月20日的59景Sentinel-1B SAR影像,采用SBAS时间序列InSAR技术提取煤矿开采引起的地面沉降。对鹤岗煤矿区地面沉降在空间上的演化过程进行分析,重点研究了鹤岗南部富力煤矿、兴安煤矿和峻德煤矿地表形变的时空演化特征,结果表明:鹤岗煤矿区的地面沉降呈现出不均匀、漏斗式的运动特征,提取的19个沉降漏斗全部对应鹤岗煤田开采区,最大形变位于新陆煤矿开采区,形变速率约370mm/a。在研究期内,自相对于第一景影像的沉降漏斗形成后,后续矿井开采沉降漏斗的空间形态基本保持不变。鹤岗南部富力煤矿和兴安煤矿4号形变点所在工作面的地表形变仍然处于快速下沉状态,有必要持续跟踪。

    Abstract:

    Due to the massive exploitation of coal resources,the phenomenon of land subsidence in Hegang area has gradually intensified,affecting the safe production and life of local residents. In this study,we took the Hegang coal mining area as the case study,collected Sentinel -1B SAR data of 59 scenes from August 31,2019 to August 20,2021,and used the SBAS time series InSAR technique to invert the land subsidence caused by coal mining. The spatial evolution process of land subsidence in Hegang coal mining area is analyzed. The results show that the deformation extracted by InSAR presents obvious non-uniform,irregular and funnel-like motion,the average surface deformation rate reaches a maximum of 370mm/a,and the surface uplift deformation rate reaches a maximum of 75mm/a. The 19 land subsidence funnels extracted by InSAR have the characteristics of discrete distribution,different shapes and clear boundaries,and are mainly distributed in Xing'an district and Nanshan district of Hegang. The main conclusions are as follows:① Hegang coal mining accelerates the surface subsidence movement. ②During the research period,since the formation of the settlement funnel relative to the first image,the spatial shape of the subsequent mining settlement funnel has remained basically unchanged. ③ The surface deformation of the working face where the No. 4 deformation point of the Fuli Coal Mine and Xing'an Coal Mine in the south of Hegang is still in a state of rapid subsidence requires continuous tracking.

    参考文献
    敖萌,张路,廖明生,等. 2020. 基于方差分量估计的多源InSAR数据自适应融合形变测量. 地球物理学报,63(8):2901~2911.
    何秀凤,何敏. 2012. InSAR对地观测数据处理方法与综合测量. 北京:科学出版社.
    金丽华,岳昊,武丽梅. 2021. 基于InSAR技术的城市地面沉降信息统计分析研究. 测绘与空间地理信息,44(增刊I):200~205.
    廖明生,唐婧,王腾,等. 2012. 高分辨率SAR数据在三峡库区滑坡监测中的应用. 中国科学:地球科学,42(2):217~229.
    廖明生,王腾. 2014. 时间序列InSAR技术与应用. 北京:科学出版社.
    龙精华. 2017. 鹤岗矿区生态系统服务评估与权衡研究. 博士学位论文. 北京:中国矿业大学(北京).
    屈春燕,单新建,张国宏,等. 2014. 时序InSAR断层活动性观测研究进展及若干问题探讨. 地震地质,36(3):731~748.
    伍吉仓,宋鑫友,胡凤鸣,等. 2020. 联合GNSS和InSAR观测位移反演2008年汶川大地震断层位错模型参数. 中国地震,36(4):767~779.
    单新建,屈春燕,龚文瑜,等. 2017. 2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震InSAR同震形变场及断层滑动分布反演. 地球物理学报,60(12):4527~4536.
    吴文豪,周志伟,李陶,等. 2017. 精密轨道支持下的哨兵卫星TOPS模式干涉处理. 测绘学报,46(9):1156~1164.
    武丽梅,方圆,张雪松,等. 2020. 基于SBAS技术的鹤岗市采煤沉陷区地面沉降监测. 测绘与空间地理信息,43(增刊I):222~225.
    许强,董秀军,李为乐. 2019. 基于天-空-地一体化的重大地质灾害隐患早期识别与监测预警. 武汉大学学报·信息科学版,44(7):957~966.
    许强,蒲川豪,赵宽耀,等. 2021. 延安新区地面沉降时空演化特征时序InSAR监测与分析. 武汉大学学报·信息科学版,46(7):957~969.
    徐小波,马超,单新建,等. 2020. 联合DInSAR与Offset-tracking技术监测高强度采区开采沉陷的方法. 地球信息科学学报,22(12):2425~2435.
    闫怡秋,郭长宝,张永双,等. 2021. 基于SBAS-InSAR技术的西藏雄巴古滑坡变形特征. 地质学报,95(11):3556~3570.
    杨成生,张勤,赵超英,等. 2014. 短基线集InSAR技术用于大同盆地地面沉降、地裂缝及断裂活动监测. 武汉大学学报·信息科学版,39(8):945~950.
    杨梦诗,廖明生,史绪国,等. 2017. 联合多平台InSAR数据集精确估计地表沉降速率场. 武汉大学学报·信息科学版,42(6):797~802.
    张景发,郭庆十,龚利霞. 2008. 应用InSAR技术测量矿山沉降与变化分析——以河北武安矿区为例. 地球信息科学,10(5):651~657.
    张学东,葛大庆,吴立新,等. 2012. 基于相干目标短基线InSAR的矿业城市地面沉降监测研究. 煤炭学报,37(10):1606~1611.
    赵超英,刘晓杰,张勤,等. 2019. 甘肃黑方台黄土滑坡InSAR识别、监测与失稳模式研究. 武汉大学学报·信息科学版,44(7):996~1007.
    赵喜江,王斌,张在岩. 2019. 基于SBAS-InSAR技术的鹤岗矿区地表沉降监测与分析. 黑龙江科技大学学报,29(1):66~70.
    祝杰,韩宇飞,王坦,等. 2022. 2017年九寨沟 MS7.0 地震同震地表三维形变场解算研究. 中国地震,38(2):348~359.
    Berardino P,Fornaro G,Lanari R,et al. 2002. A new algorithm for surface deformation monitoring based on small baseline differential SAR interferograms. IEEE Trans Geosci Remote Sens,40(11):2375~2383.
    Chen M,Tomás R,Li Z H,et al. 2016. Imaging land subsidence induced by groundwater extraction in Beijing(China)using satellite radar interferometry. Remote Sens,8(6):468.
    Liao M S,Jiang H J,Wang Y,et al. 2013. Improved topographic mapping through high-resolution SAR interferometry with atmospheric effect removal. ISPRS J Photogramm Remote Sens,80:72~79.
    Xu G Y,Xu C J,Wen Y M,et al. 2019. Coseismic and postseismic deformation of the 2016 MW6.2 Lampa earthquake,southern Peru,constrained by interferometric synthetic aperture radar. J Geophys Res:Solid Earth,124(4):4250~4272.
    Yang Z F,Li Z W,Zhu J J,et al. 2018. Locating and defining underground goaf caused by coal mining from space-borne SAR interferometry. ISPRS J Photogramm Remote Sens,135:112~126.
    引证文献
引用本文

祝杰,李瑜,师宏波,刘洋洋,韩宇飞,邵银星,王坦.鹤岗煤矿区地面沉降时空特征InSAR时间序列监测研究[J].中国地震,2023,39(3):596-608

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  • 收稿日期:2022-11-14
  • 最后修改日期:2023-02-23
  • 在线发布日期: 2023-12-12
  • 出版日期: 2023-09-15
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