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摘要
合成孔径雷达差分干涉测量（differential interferometric synthetic aperture radar, D-InSAR）在获取地表形变的过程中有其特有的监测手段，针对D-InSAR矿区地表三维变形监测的难点，首先，顾及D-InSAR难以获取快速大梯度变形的特性，选取边界拟合度较好的Boltzmann函数模型，结合Knothe时间函数，构建一种BK(Boltzmann-Knothe)模型；然后，由于D-InSAR仅能获取地表沿视线向（line of sight, LOS）的短时段一维变形量，依据地表三维移动变形和LOS向变形的投影关系，结合目标区域地质采矿条件，构建适应短时段单视线向变形的适应度函数；最后，引入烟花算法（fireworks algorithm, FWA），提出了融合单视线D-InSAR和BK模型的煤矿地表三维变形动态监测方法。模拟实验表明，所提方法能够可靠准确地反演出全部开采沉陷动态预计参数，求参相对误差为0.11%～7.51%；在大变形区域，该方法监测的下沉和水平移动与真实值一致。抗差求参实验结果表明，在观测误差或模型参数误差的影响下，该方法反演参数的总体效果较好，在一定程度上表现出了抗差的能力。将该方法应用于安徽省淮南市顾北煤矿13121工作面，对2019-10-25—2019-12-12的煤矿地表三维变形进行监测，实现了矿区地表短时段D-InSAR监测向三维变形动态监测转化，且监测结果与地表移动观测站实测变形量较吻合，验证了D-InSAR矿区地表三维变形动态监测方法的可靠性与科学性。
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