[发明专利]一种优化地面沉降监测网的方法

说明书

技术领域

本发明属于地质灾害监测领域，特别涉及一种优化地面沉降监测网的方法。

背景技术

地面沉降是地面高程降低的一种环境地质现象，会造成环境资源的永久性损失，据统计，我国有95个城市发生了地面沉降，其总面积达到了48655平方千米。随着城市的不断发展，地面沉降尤其是不均匀地面沉降危害逐渐凸显，沉降导致建筑物基底失衡，甚至诱使整个建筑物倒塌，同时对地下设施也会造成较大影响。

常规地面沉降监测方法主要有水准测量、分层标和GPS测量，随着对地观测技术的发展，合成孔径雷达干涉测量(InSAR，Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术被应用于地面沉降监测中，由两幅SAR图像形成的干涉图中，影像相位包含了地区的地形相位及观测期间地面产生的形变，而我们想要的仅仅为地表的形变信息，所以该地区的地形信息是必须去除的，所以进一步延伸出了合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR，Differential Interferometry Synthetic Aperture Radar)技术，DInSAR技术具有覆盖广、高分辨率、全天候等优势，但受相位失相关和大气延迟影响导致监测点的精度降低。永久散射体干涉测量(PSInSAR，Permanent Scatterer Interferometry Synthetic Aperture Radar)技术通过分析具有稳定散射特征的永久散射点提取地表形变信息，一定程度上解决了DInSAR的不足，但常规PSInSAR技术由于要处理的参数太多，大面积情况下对大气的估计也会不够精确，在数据的收集和处理上有一定的误差导致监测点不可靠，这对后续地面沉降的不均匀性有一定的局限性。针对上述情况，有必要提供一种包括优化地面沉降监测点的地面沉降监测网的优化方法，保证后续地面沉降的不均匀性分析准确。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种优化地面沉降监测网的方法。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种优化地面沉降监测网的方法，该方法包括如下步骤：

1)建立地面监测网；

所述建立地面监测网包括在地面沉降区域布设GPS点和水准点，建立GPS和水准测量监测网，以获得地面沉降监测点；

2)建立空中-地面监测网；

所述空中-地面监测网由优化后的PSInSAR监测点与水准点和GPS点相融合而成；

所述优化后的PSInSAR监测点的获得包括如下步骤：

a.利用PSInSAR技术，获得PSInSAR监测点；

b.利用云模型算法得到PSInSAR监测点的三个云数字特征，所述三个云数字特征为期望E_x，熵E_n和超熵H_e；所述三个云数字特征值用于描述地面沉降发展的基本特征，代表监测数据所反映的地面沉降视线向位移变化及PSInSAR的监测水平，以获得优化后的PSInSAR监测点。

本发明利用云模型算法优化PSInSAR监测点，其通过云模型算法求得的三个数字特征可以描述出定性语言的概念特征，能够代表利用PSInSAR技术监测地面沉降的整体水平，通过对三个数字特征按照诠释规则进行统计，可以得到可靠的PS点和不好的PS点，达到优化PSInSAR监测点的目标。

进一步的改进，本发明提供的优化地面沉降监测网的方法还包括如下步骤：

3)建立空中-地面-地下立体化监测网；

所述空中-地面-地下立体化监测网由优化后的地下水监测网与优化后的PSInSAR监测点、水准点及GPS点相融合而成；

所述优化后的地下水监测网的建立包括如下步骤：

c.利用地下水动态类型编图法优化区域地下水监测网的选择；

d.利用信息熵优化地下水位监测井的密度。

在所述优化地面沉降监测网的方法中，步骤1)所述的建立GPS和水准测量监测网包括如下步骤：

1.1在地面沉降区域布设GPS点和水准点，每个埋设的GPS监测站均采用强制归心，并有水准测量标志，可用水准测量直接引测到GPS点上，在地面沉降严重区域监测点布设的密度大，GPS地面沉降监测与水准测量同时进行，保证二者监测结果同步；