[发明专利]一种InSAR划定采空区建筑场地稳定性等级范围的方法

权利要求书

1.一种InSAR划定采空区建筑场地稳定性等级范围的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1，通过星载雷达获取覆盖采空区建筑场地稳定性评估区域连续成像的N景升轨和N景降轨SAR影像；

步骤2，分别对升轨和降轨数据进行时序DInSAR、时序多孔径InSAR或偏移跟踪方法处理获得影像中高相干点对应的视线向及方位向地表形变信息，选取升轨或降轨影像获取时间为基准，通过时间内插和外推的方式，将另一轨道得到的视线向及方位向地表时序形变统一归化到与基准轨道影像一致的时间基准下，得到获取时间一致的N幅升轨时序地表视线向形变图、N幅升轨时序地表方位向形变图、N幅降轨时序地表距离向形变图和N幅降轨时序地表方位向形变图；

步骤3，根据步骤2中得到的四组时序地表累积形变图，使用SAR地表三维形变分解方程，通过最小二乘原理解算出影像中高相干点对应地表点的时序三维累积形变量，即影像中高相干点对应地表点的时序竖直向移动、东西向水平移动和南北向水平移动；

步骤4，利用时序地表三维累积形变量解算地表时序累积沉降、下沉速率、倾斜、曲率及水平变形五个移动变形；

解算地表时序累积沉降、下沉速率、倾斜、曲率及水平变形公式如下：

式中，i为地表累积形变的时间序列序号；n为点号，n+1和n-1分别表示与地面点n在东西向或南北向相邻的两点；D_U、V_U、I、K、ε_E、ε_N分别为地面点的竖直向累积沉降量、下沉速率、倾斜、曲率、东西向水平变形、南北向水平变形；t为某时序地表累积形变量对应时间点；l表示某点沿东西或南北到基准点间的距离，D_U，D_E，D_N为待解算的时序地表累积三维形变，分别为竖直向、东西向和南北向地表移动变形量；

步骤5，根据步骤4解算的五个移动变形结果结合相应规范指标，最终精确划定不同时间点采空区地表建筑场地稳定性等级范围。

2.根据权利要求1所述的一种InSAR划定采空区建筑场地稳定性等级范围的方法，其特征在于步骤2所述影像中高相干点通过经典方法计算时序影像相干性确定。

3.根据权利要求1所述的一种InSAR划定采空区建筑场地稳定性等级范围的方法，其特征在于步骤3中所述SAR地表三维形变分解方程如下：

式中，i为地表累积形变的时间序列序号，其取值范围为1～N，N为升轨或降轨影像数量，i＝1时地表三维形变为0；为利用升轨影像获取的视线向时序地表累积形变，为利用升轨影像获取的方位向时序地表累积形变；为利用降轨影像获取的视线向时序地表累积形变，为利用降轨影像获取的方位向时序地表累积形变；θ^A升轨时序影像雷达入射角，α^A为升轨时序影像卫星航向角；θ^D为降轨时序影像雷达入射角，α^D为降轨时序影像卫星航向角；D_U，D_E，D_N为待解算的时序地表累积三维形变，分别为竖直向、东西向和南北向地表移动变形量。

4.根据权利要求1所述的一种InSAR划定采空区建筑场地稳定性等级范围的方法，其特征在于：步骤5所述精确划定不同时间点采空区建筑场地稳定性等级范围需满足《煤矿采空区岩土工程勘察规范》(GB51044-2014)的规定，即：

(1)建筑场地稳定区范围内各点的移动变形指标，满足如下条件：下沉速度V_U＜1.0mm/天，且连续6个月累积下沉D_U＜30mm；倾斜I＜3mm/m；曲率K＜0.2mm/m²；东西向水平变形ε＜2mm/m，且南北向水平变形ε＜2mm/m；

(2)建筑场地基本稳定区范围内各点的移动变形指标，满足如下条件之一：下沉速率V_U＜1.0mm/天，但连续6个月累积下沉D_U≥30mm；倾斜3≤I≤10mm/m；曲率0.2≤K≤0.6mm/m²；东西向水平变形2≤ε_E≤6mm/m，且南北向水平变形2≤ε_N≤6mm/m；

(3)建筑场地不稳定区范围内各点的移动变形指标，满足如下条件之一：下沉速率V_U≥1.0mm/天；倾斜I＞10mm/m；曲率K＞0.6mm/m²；东西向水平变形ε_E＞6mm/m且南北向水平变形ε_N＞6mm/m。