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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
Nouvel éditeur en 2019
 

 ARTICLE VOL 17/3 - 2018  - pp.507-519  - doi:10.3166/i2m.17.507-519
TITRE
Surveillance de la déformation 3D de grandes surfaces dans les mines de charbon par l'intégration du modèle de fonction d'intégration de suivi de décalage de pixel par radar à synthèse d'ouverture

TITLE
Monitoring of 3D large surface deformation in coal mines through the integration of synthetic aperture radar pixel offset tracking and probability integration function model

RÉSUMÉ

Compte tenu de la gravitédes déformations superficielles dans les mines de charbon et de la limitation du radar àsynthèse d'ouverture interférométrique (InSAR), technique de surveillance de la déformation très répandue, cet article tente de mesurer la déformation importante provoquée par l'extraction du charbon et de révéler la loi de déformation du sol de manière globale. Àcette fin, le suivi de décalage de pixel (POT) a étéintégréau modèle de fonction d’int gration de probabilit (PIFM) afin de suivre la grande d formation 3D de la surface sur la base des informations d’amplitude de l’image SAR. Premi rement, la déformation de la ligne de visée (LOS) a étéobtenue par le biais du POT, tandis que les déformations verticales, est-ouest et sud-nord ont étéestimées par le PIFM sur la base de la déformation LOS. Après cela, la méthode proposée a été appliquée pour surveiller la déformation de surface du lot minier de Daliuta dans la province du Shaanxi de la Chine, et les résultats concernant les grandes déformations 3D ont étécomparés àceux obtenus par la station GPS. Il a t constat que l’erreur quadratique moyenne (RMSE) tait de 16,5 cm dans la direction verticale, de 12,2 cm dans la direction horizontale est-ouest et de 13,4 m dans la direction horizontale nord-sud, indiquant que la méthode proposée est précise et fiable. Les résultats de la recherche offrent une nouvelle perspective pour la surveillance des dangers dans les mines de charbon.



ABSTRACT

Considering the severity of surface deformation in coal mines and the limitation of the popular deformation monitoring technique interferometric synthetic aperture radar (InSAR), this paper attempts to measure the large deformation caused by coal mining and disclose the ground deformation law in an all-round way. For this purpose, the pixel offset tracking (POT) was integrated with the probability integration function model (PIFM) to track the 3D large deformation of the surface based on SAR image amplitude information. Firstly, the line of sight (LOS) deformation was acquired by the POT, while the vertical, eastwest and south-north deformations were estimated by the PIFM based on the LOS deformation. After that, the proposed method was applied to monitor the surface deformation of Daliuta mine lot in China’s Shaanxi Province, and the results on 3D large deformation were compared against those obtained by the GPS station. It is found that the root means square error (RMSE) was 16.5 cm in the vertical direction, 12.2cm in the east-west horizontal direction, and 13.4m in the north-south horizontal direction, indicating the proposed method is accurate and reliable. The research findings shed new light on hazard monitoring in coal mines.



AUTEUR(S)
Bingqian CHEN, Da JIANG, Jian ZHANG, Jian GAO, Xueting FAN

MOTS-CLÉS
radar àsynthèse d'ouverture interférométrique (InSAR), déformation importante, surveillance de la déformation, suivi de décalage de pixel (POT), modèle de fonction d'intégration de probabilité(PIFM).

KEYWORDS
interferometric synthetic aperture radar (InSAR), large deformation, deformation monitoring, pixel offset tracking (POT), probability integration function model (PIFM).

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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