[發(fā)明專利]一種區(qū)域地面沉降時空預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710025455.2
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN106679620B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柯櫻海;鄧曾;宮輝力;李小娟
• 申請（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號: G01C5/00
• 分類號: G01C5/00
• 代理公司: 北京高航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11530
• 代理人: 陳敏

1.一種區(qū)域地面沉降時空預(yù)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、通過雷達(dá)測量進(jìn)行大尺度地面沉降預(yù)測得到雷達(dá)測量數(shù)據(jù)，結(jié)合雷達(dá)影像數(shù)據(jù)與時序差分干涉雷達(dá)測量技術(shù)，利用StaMPS方法、IPTA方法及PS-InSAR方法獲取地表面PS點(diǎn)的形變信息，通過現(xiàn)場實(shí)測GPS數(shù)據(jù)與水準(zhǔn)點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)對InSAR數(shù)據(jù)進(jìn)行精度驗(yàn)證，獲取高精度穩(wěn)定PS點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)庫；

S2、針對每一個PS點(diǎn)，采用時間插值算法對形變數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理獲取等時間間距地面沉降數(shù)據(jù)，設(shè)某一穩(wěn)定PS點(diǎn)的沉降時間序列為X⁰，

X⁰=｛x^（0）（1），x^（0）（2），…，x^（0）（n）,x^（0）（k）≥0（k=1,2,…，n）｝，

其中n表示時間序列，x^（0）（n）表示PS點(diǎn)在時刻n相對與n-1時刻的沉降量；

S3、基于S1中高精度穩(wěn)定PS點(diǎn)的沉降數(shù)據(jù)庫建立灰色模型，基于此模型分別對每一個X⁰進(jìn)行模擬，模擬值為Y⁰，并預(yù)測下一時刻n+1的地面沉降值x^（0）（n+1），計算監(jiān)測值與模擬值的誤差ε與比值ρ；其中

Y⁰=｛y^（0）（1），y^（0）（2），…，y^（0）（n）,y^（0）（n）≥0（n=1,2,…）｝，

ε=x^（0）（n）-y^（0）（n），

ρ=x^（0）（n）/y^（0）（n）；

S4、結(jié)合馬爾科夫模型，對灰色模型的預(yù)測值進(jìn)行改進(jìn)，通過自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)聚類算法對每一個PS點(diǎn)的誤差ε與比值ρ組成的矩陣進(jìn)行聚類，其中每一類分別表示為一個馬爾科夫區(qū)間，基于馬爾科夫區(qū)間建立馬爾科夫矩陣，并求取時間序列中n+1時刻灰色模型預(yù)測值的馬爾科夫區(qū)間；

S5、基于S2-S4中n+1時刻灰色模型預(yù)測值的馬爾科夫區(qū)間，對S3中n時刻灰色模型預(yù)測值進(jìn)行矯正，獲取n+1時刻改進(jìn)的灰色-馬爾科夫預(yù)測值，利用此方法對所有的PS點(diǎn)n+1時刻的地面沉降值進(jìn)行灰色模型預(yù)測與馬爾科夫模型矯正，獲取集成雷達(dá)干涉測量與改進(jìn)灰色-馬爾科夫預(yù)測模型的區(qū)域地面沉降預(yù)測值；

S6、基于S5中改進(jìn)灰色-馬爾科夫預(yù)測模型動態(tài)預(yù)測未來時間段的地面沉降值，去掉時間序列中第一個值x^（0）（1），并將n+1時刻的改進(jìn)灰色-馬爾科夫預(yù)測值x^（0）（n+1）添加到時間序列中，即通過

X⁰=｛x^（0）（2），x^（0）（3），…，x^（0）（n+1）（n=1,2,…）｝，

建立灰色-馬爾科夫模型預(yù)測n+2時刻的地面沉降值；如此循環(huán)動態(tài)預(yù)測未來時刻地面沉降值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種區(qū)域地面沉降時空預(yù)測方法，其特征在于：所述雷達(dá)影像數(shù)據(jù)的處理軟件為開源軟件。