[发明专利]融合D-InSAR和遗传算法求取概率积分参数的方法

摘要

本发明提供一种融合D‑InSAR和遗传算法求取概率积分参数的方法，包括：(1)利用概率积分法得到目标像元的预计下沉值、南北方向预计水平移动和东西方向预计水平移动的值，基于三维变形与LOS向变形关系，计算得到目标像元LOS向预计移动变形r'iLOS的值；(2)利用D‑InSAR技术实测目标像元的LOS向移动变形riLOS的值，计算目标像元的移动变形预计残差vi＝riLOS‑r'iLOS的值，并构造遗传算法适应度函数(3)利用遗传算法求取全部概率积分参数。优点为：本发明有效融合了D‑InSAR和遗传算法，可求取到全部概率积分参数，并且还具有参数求取精度高的优点。

主权项

1.一种融合D‑InSAR和遗传算法求取概率积分参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据地质采矿条件和概率积分参数经验关系，确定工作面开采沉陷预计概率积分参数范围；基于编码规则随机生成各概率积分参数对应的编码，建立初始种群；步骤2，通过雷达D‑InSAR技术获取采动地表变形场影像；从所述采动地表变形场影像中选取n个目标像元；对于每个所述目标像元，均执行步骤2.1‑步骤2.3：步骤2.1，获取任意形状工作面地质采矿条件参数，并对工作面形状进行剖分，同时获取每个剖分单元的参数；另外，提取目标像元中心地理坐标(x,y)；将步骤1的种群解码还原为各参数，将解码得到的各概率积分参数的值、剖分单元的参数、目标像元中心地理坐标(x,y)为概率积分法模型的输入，利用所述概率积分法模型预计得到目标像元的预计下沉值Wi、南北方向预计水平移动UiSN和东西方向预计水平移动UiEW的值；步骤2.2，将步骤2.1计算得到的目标像元预计下沉值Wi、南北方向预计水平移动UiSN和东西方向预计水平移动UiEW的值，以及获取到的雷达卫星的入射角θi的值和卫星飞行方向方位角αi的值，代入公式(1)，得到目标像元LOS向预计移动变形r'iLOS的值；步骤2.3，利用D‑InSAR技术提取目标像元的LOS向实测移动变形riLOS的值，采用公式(2)计算得到目标像元的LOS向变形预计残差vi的值；vi＝riLOS‑r'iLOS   (2)由此分别计算得到n个目标像元的LOS向变形预计残差vi的值；步骤3，构筑遗传算法适应度函数F：其中，F表示适应度函数，C表示使适应度函数为正的一个常数；将所计算得到的n个目标像元的LOS向变形预计残差vi的值代入公式(3)，计算得到适应度函数值；步骤4，通过适应度函数值对种群中的每一个个体进行适应度评价，得到每个个体被选择的概率；利用选择、交叉、变异操作，对当前种群进行遗传操作，产生下一代种群；步骤5，重复步骤1‑步骤4，使概率积分参数的计算结果不断得到优化，直到符合终止条件为止；最终得到的概率积分参数编码经解码后得到最优概率积分参数的值；其中，步骤1中，所预设的工作面开采沉陷预计概率积分参数初值包括左拐点偏移距S1、右拐点偏移距S2、上拐点偏移距S3、下拐点偏移距S4、下沉系数q、主要影响角正切tanβ、最大下沉角θ和水平移动系数b；其中，步骤1中，所述编码规则为二进制编码规则或实数编码规则；其中，步骤2.1中，对工作面形状进行剖分，同时获取每个剖分单元的参数，具体为：首先获取工作面采深H，然后以边长为H/10的正方形为剖分单元，沿走向和倾向对工作面进行剖分，设任意一个剖分单元为剖分单元j，获取剖分单元j如下的剖分参数：单元面积Aj、单元中心采深Hj和单元中心坐标(xj,yj)；所述获取任意形状工作面地质采矿条件参数包括：工作面尺寸D1和D3、采深H、采高m和煤层倾角α；其中，步骤2.1中，所述概率积分法模型为：Wi＝[∑Wj(x,y)·Aj]·W0   (4)UiSN＝[rj·(‑2π/rj2)·(x‑xj)·Wj(x,y)·Aj]·b·W0   (5)其中：Wj(x,y)＝(1/rj2)·exp(‑π·(x‑xj)2/rj2)·exp(‑π·(y‑yj+lj)2/rj2)、lj＝Hjcotθ、rj＝Hj/tanβ、W0＝mqcosα。