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Mining collapse monitoring with SAR imagery data: a case study of Datong mine, China

机译：利用SAR图像数据进行塌陷监测：以中国大同市为例

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A mining-induced collapse is often characterized by large deformation gradient, spatial discontinuity, and temporal nonlinearity, resulting in the loss of interferometric SAR (InSAR) coherence and consequently subsidence information in areas of steep deformation gradients. In this study, we present different SAR deformation monitoring schemes to map the mining- induced subsidence and collapse. First, SAR data with different wavelengths, including C-band ERS-1, C-band Envisat ASAR, and X-band TerraSAR-X data, are used to highlight three mining subsidence stages and their temporal evolutions over Datong mine (China) in the past 20 years. Mining-induced subsidence over a region can be delimited from InSAR deformation maps, where InSAR coherence is lost over the area of peak subsidence. Second, in order to monitor the large-gradient surface deformation caused by underground mining activities, three SAR deformation monitoring schemes are proposed, including a full-resolution interferogram method, a "remove-restore" phase unwrapping method, and a fusion of phase and offset measurements. Then, taking the Datong coalfield as an example, we demonstrate the capabilities of these methods on mapping large-gradient deformation. Finally, we have found that over 80% of coalfields have deformed during the past 20 years. We conclude that the fusion of the InSAR phase and offset measurements can provide a reliable estimate of large-gradient mining-induced deformation. (C) 2014 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE)
机译：采矿导致的塌方通常具有较大的变形梯度，空间不连续性和时间非线性，从而导致干涉式SAR（InSAR）相干性丧失，从而导致陡峭变形梯度区域中的沉降信息丢失。在这项研究中，我们提出了不同的SAR变形监测方案，以绘制采矿引起的沉陷和塌陷。首先，使用不同波长的SAR数据，包括C波段ERS-1，C波段Envisat ASAR和X波段TerraSAR-X数据，突出显示了大同煤矿（中国）的三个开采沉陷阶段及其时间演变。在过去的20年中可以通过InSAR变形图来界定区域内采矿引起的沉陷，在InSAR变形图中，InSAR相干性在峰值沉降区域会丢失。其次，为了监测地下采矿活动引起的大梯度地表变形，提出了三种SAR变形监测方案，包括全分辨率干涉图方法，“去除-还原”相展开方法以及相和相融合。偏移量测量。然后，以大同煤田为例，说明了这些方法对大梯度变形测绘的能力。最后，我们发现在过去20年中，超过80％的煤田发生了变形。我们得出结论，InSAR相位和偏移量测量值的融合可以为大梯度采矿诱发的变形提供可靠的估计。 （C）2014年光电仪器工程师协会（SPIE）

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