Study on large-gradient deformation of mining areas based on InSAR-PEK technology

Estudio sobre deformaciones de amplia gradiente en áreas de minería con base en tecnología InSAR-PEK

To solve large-gradient deformation in mining areas unavailable by SAR data, a method combining PIM Exponent Knothe (PEK) model and InSAR technology (InSAR-PEK) was proposed to predict the mining-induced subsidence and obtain the large-gradient deformation dynamically. Firstly, the maximum subsidence value predicted by the probability integration method was combined with SAR data, and the subsidence values in the initial and residual periods were obtained. Secondly, three groups of power exponent Knothe function parameters were obtained, including c_sar and k_sar based on SAR data, c_{level_wz}, and k_{level_wz} based on leveling data over a complete observation period, and c_{level_bf} and k_{level_bf} based on the elimination of the leveling data in the main period. Finally, the predicted values of the three groups of parameters were compared with the measured data, respectively, and the root mean square errors (RMSE) were obtained. The engineering example verified that RMSEs were 28.1mm~91.7mm in the main period and 30.9mm~58.7mm in the whole period estimated by the InSAR-PEK method. The results showed that the subsidence values in the main period were relatively stable by the InSAR-PEK method, and some points' prediction accuracy was better than that of leveling data. The predicted values obtained by the InSAR-PEK method and those extracted by SAR were compared with the measured values. In the main period, the values extracted by SAR differed greatly from the measured values, which were false values. However, the predicted values by the InSAR method were close to the measured values, which can be used to independently get subsidence values in the main period from SAR data.

Para resolver la deformación de amplia gradiente en las áreas donde no está disponible la información SAR (del inglés Synthetic Aperture Radar), se propuso un método que combina el modelo PIM Exponent Knothe (PEK) y tecnología InSAR (InSAR-PEK) para pronosticar la subsidencia inducida por la operación y obtener dinámicamente la deformación de amplia gradiente. Inicialmente, el máximo valor de subsidencia pronosticada por el método de integración de probabilidades se combinó con la información SAR y así se obtuvieron los valores de subsidencia en los períodos inicial y residual. Seguidamente, se obtuvieron tres grupos de parámetros de poder exponencial de la función Knothe que incluyen c_sar y k_sar, basados en información SAR; c_{level_wz}, y k_{level_wz}, basados en datos de nivelación en un período completo de observación, y c_{level_bf} y k_{level_bf}, basados en la eliminación de los datos de nivelación en el período principal. Finalmente, se compararon los valores pronosticados de los tres grupos de parámetros con la información medida y así se obtuvieron las raíces del error cuadrático medio. El ejemplo permitió verificar que las raíces del error cuadrático medio se ubican en 28.1mm~91.7mm durante el período principal y 30.9mm~58.7mm en todo el período, de acuerdo con estimaciones a través del método InSAR-PEK. Los resultados muestran que los valores de subsidencia en el período principal fueron relativamente estables, según el método InSAR-PEK, y que la precisión en el pronóstico de algunos puntos fue mejor que la de los datos de nivelación. Los valores pronosticados en el método InSAR-PEK y aquellos extraídos por información SAR se compararon con los valores medidos. En el período principal, los valores tomados con la información SAR difieren ampliamente de los valores medidos, los cuales eran valores falsos. Sin embargo, los valores pronosticados con el método InSAR estuvieron cerca de los valores medidos, lo que podría usarse para obtener independientemente los valores de subsidencia en el período principal con información SAR.