[發明專利]一種優化地面沉降監測網的方法

在審

• 申請號: 201410360038.X
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN104123470A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 宮輝力;陳蓓蓓;李小娟;趙文吉;周超凡;郭琳;段光耀;頡晉榮;賈煦;史珉
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松

技術領域

本發明屬于地質災害監測領域，特別涉及一種優化地面沉降監測網的方法。

背景技術

地面沉降是地面高程降低的一種環境地質現象，會造成環境資源的永久性損失，據統計，我國有95個城市發生了地面沉降，其總面積達到了48655平方千米。隨著城市的不斷發展，地面沉降尤其是不均勻地面沉降危害逐漸凸顯，沉降導致建筑物基底失衡，甚至誘使整個建筑物倒塌，同時對地下設施也會造成較大影響。

常規地面沉降監測方法主要有水準測量、分層標和GPS測量，隨著對地觀測技術的發展，合成孔徑雷達干涉測量(InSAR，Interferometric?Synthetic?Aperture?Radar)技術被應用于地面沉降監測中，由兩幅SAR圖像形成的干涉圖中，影像相位包含了地區的地形相位及觀測期間地面產生的形變，而我們想要的僅僅為地表的形變信息，所以該地區的地形信息是必須去除的，所以進一步延伸出了合成孔徑雷達差分干涉測量(DInSAR，Differential?Interferometry?Synthetic?Aperture?Radar)技術，DInSAR技術具有覆蓋廣、高分辨率、全天候等優勢，但受相位失相關和大氣延遲影響導致監測點的精度降低。永久散射體干涉測量(PSInSAR，Permanent?Scatterer?Interferometry?Synthetic?Aperture?Radar)技術通過分析具有穩定散射特征的永久散射點提取地表形變信息，一定程度上解決了DInSAR的不足，但常規PSInSAR技術由于要處理的參數太多，大面積情況下對大氣的估計也會不夠精確，在數據的收集和處理上有一定的誤差導致監測點不可靠，這對后續地面沉降的不均勻性有一定的局限性。針對上述情況，有必要提供一種包括優化地面沉降監測點的地面沉降監測網的優化方法，保證后續地面沉降的不均勻性分析準確。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種優化地面沉降監測網的方法。

本發明具體技術方案如下：

本發明提供一種優化地面沉降監測網的方法，該方法包括如下步驟：

1)建立地面監測網；

所述建立地面監測網包括在地面沉降區域布設GPS點和水準點，建立GPS和水準測量監測網，以獲得地面沉降監測點；

2)建立空中-地面監測網；

所述空中-地面監測網由優化后的PSInSAR監測點與水準點和GPS點相融合而成；

所述優化后的PSInSAR監測點的獲得包括如下步驟：

a.利用PSInSAR技術，獲得PSInSAR監測點；

b.利用云模型算法得到PSInSAR監測點的三個云數字特征，所述三個云數字特征為期望E_x，熵E_n和超熵H_e；所述三個云數字特征值用于描述地面沉降發展的基本特征，代表監測數據所反映的地面沉降視線向位移變化及PSInSAR的監測水平，以獲得優化后的PSInSAR監測點。

本發明利用云模型算法優化PSInSAR監測點，其通過云模型算法求得的三個數字特征可以描述出定性語言的概念特征，能夠代表利用PSInSAR技術監測地面沉降的整體水平，通過對三個數字特征按照詮釋規則進行統計，可以得到可靠的PS點和不好的PS點，達到優化PSInSAR監測點的目標。

進一步的改進，本發明提供的優化地面沉降監測網的方法還包括如下步驟：

3)建立空中-地面-地下立體化監測網；

所述空中-地面-地下立體化監測網由優化后的地下水監測網與優化后的PSInSAR監測點、水準點及GPS點相融合而成；

所述優化后的地下水監測網的建立包括如下步驟：

c.利用地下水動態類型編圖法優化區域地下水監測網的選擇；

d.利用信息熵優化地下水位監測井的密度。

在所述優化地面沉降監測網的方法中，步驟1)所述的建立GPS和水準測量監測網包括如下步驟：

1.1在地面沉降區域布設GPS點和水準點，每個埋設的GPS監測站均采用強制歸心，并有水準測量標志，可用水準測量直接引測到GPS點上，在地面沉降嚴重區域監測點布設的密度大，GPS地面沉降監測與水準測量同時進行，保證二者監測結果同步；