联合DInSAR的3种下沉时序模型关键点缺失问题研究

摘要

针对难以全面研究沉陷区下沉变形的动态过程和单一监测手段可能会错失地表沉降阶段某些关键点的问题,以局部地表单点为切入点,联合InSAR与水准数据分别建立幂指数Knothe时间模型、Logistic模型和Weibull模型,进而研究矿区地表动态沉降规律。通过模拟数据分析了沉陷区地表观测点下沉变形特征以及影响上述3种时间函数曲线拟合的各因素;并以淮北袁二煤矿某采区为试验区,采用合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)技术获得各水准点InSAR时序形变值;最终联合In⁃SAR和水准监测数据,对比分析基于多源或单一监测方式2种情况下3种模型拟合曲线的不同。试验结果表明:①各时间序列模型地表下沉待估参数的大小对曲线拟合形态有较大影响,保证一定的监测周期,可反演出合适的下沉参数,才能更准确地拟合沉陷区观测点下沉时间序列,均方根误差最大可提高95.56%。②幂指数Knothe时间模型、Logistic模型和Weibull模型随时间序列变化的过程与地表沉陷区观测点物理下沉时序过程相符,均能较好地由地表单点下沉时间序列拟合出沉降曲线;3种模型虽下沉曲线拟合效果差异不大,但下沉速度曲线的拟合有明显差异且拟合精度均有所提高,可见联合InSAR和水准测量的沉降时间序列对矿区地表动态沉降进行拟合有明显优势。③基于多源数据拟合的3种时间函数模型相较于仅基于单一水准数据的可靠性更高,对各模型的下沉曲线形态具有较好的收敛作用。