对D—InSAR数据的可视化操作

郑志琴

【摘 要】对D-InSAR处理过的文件进行可视化，再根据可视化生成的剖面图预计矿区沉陷，对预计模型进行确定，求得矿区沉陷参数，最后可以根据所求取的参数对任意区域进行沉陷变形预计。

【关键词】可视化；剖面图沉；陷变形

1引言

D-InSAR处理过程中，会生成了一个dat格式文件，此文件是用地理坐标表示矿区沉降区域内各个地面点的沉降量，但是只从此计算结果还是难以分析开采沉陷规律以及它所带来的地表损害情况，因此为了更加直观地揭示开采沉陷规律，我们需要对计算结果进行一些可视化处理。

2 D-InSAR数据可视化

ArcGIS10是新一代的GIS软件，由美国环境系统研究所开发，也是应用最广泛的GIS软件之一，其特点与核心之一是强大的空间分析能力。对D-InSAR处理过程中生成的dat格式文件应用ArcGIS 3D Analyst模块进行分析和处理，就可以吧实现开采沉陷信息的三维可视化，这样会使我们研究地表移动情况更加的直观和深入，对研究开采沉陷规律以及提高开采沉陷损害的防治技术提供更加直观有效的技术方法。

应用ArcGIS三维分析扩展模块，我们能够创建表面模型（如TIN ）以及三维视线分析。任何具有三维坐标的ArcGIS的标准数据，我们若想将其准确地放置在三维空间中都可以利用此模块。因此我们将D-InSAR处理过程中生成的三维地理坐标数据放置在三维空间中，得到可视化效果并且以此进行可视化分析。

2.1点数据读入

将D-InSAR处理过程中生成的WGS84大地坐标系测量点的dat文件，用EXCEL格式保存以及打开，再读入次数据，输出shp格式的文件并保存。再将生成的shp文件导入到ArcGIS中，得到数据集。最后根据实际情况选择适当的参数和插值方法对表面图进行完善。

2.2栅格面的生成

有很多方法可以使点数据插值生成栅格面，比较常用的方法有克里格法、自然邻域法、样条函数法、反距离权重法等。每个方法都有其应用的前提条件，一般情况下我们想要插值效果良好的方法就要选择采样点数目多并且分布地均匀的区域。

基于对矿区开采沉陷数据分析，我们对数据集应用ArcGIS 3D Analyst模块中栅格插值中的克里格插值生成表面图，并设置它的层面属性，最后将栅格数据输出。

由图2.1可以看出，栅格表面按高程值的大小以颜色深浅来表示，从图幅中可以找到下沉区域，数据点高程值相差稍大，在下沉区域范围内由中心向外扩展数据点下沉值逐渐变小颜色逐渐变浅，直至地表没有下沉的边界位置，对栅格表面表现出的这一特点，进行简单的视觉浏览就可以从总体上掌握地表移动特征、规律以及范围。

2.3建立TIN

在建模简化和表面建模的可视化过程中，我们一般需要将生成的栅格表面转换为 TIN 表面或者创建TIN 表面。通常情况下我们根据要求选取一组矢量数据用它来创建所需TIN ，例如点、线、面等都可作为创建TIN的数据源。

选择ArcGIS三维分析模块中的“创建TIN”命令，创建所需TIN。

2.4剖面图的生成

D-InSAR处理中生成的文件保存的是测量点WGS84地理经纬度坐标，但是工作面数据是54平面坐标数据，因此需我们首先要将54平面坐标数据转化为WGS84地理经纬度坐标数据，再应用“点数据读入”方式将所需工作面的坐标点添加到创建好的TIN表面图层里，然后就可以通过TIN表面图寻找所需工作面的位置，如图2.3。最后在其走向觀测线或者倾向观测线处用插值线的方法生成剖面图，如图2.4。通过此剖面图我们能够确定沿表面上某条线前进时该表面的高程变化。应用 3D Analyst 工具条选取表面数据，并使用线插值工具来创建线（例如走向主断面），从而确定剖面线的起点和终点，再利用剖面图工具生成剖面图。该剖面可以将地形表面形态直观的反映出来，而且可以对沿特定方向的地形起伏变化进行定量分析，在地形分析中有很重要的作用，它可以反映微小地貌形态在其剖面线上的地形变化。

右击生成的剖面图标题栏，选取属性项，进行编辑布局和调整，然后将剖面图数据导出并保存，再利用Matlab语言将剖面线转化为无因次（最大下沉点赋值为1），获得无因次曲线，如图2.5，并重新导出剖面图数据，如图2.6，最后选取合适的预计函数模型使用这些数据求得矿区的沉陷参数。

3结束语

通过对D-INSAR处理中生成的dat文件进行可视化处理，创建TIN，并根据具体矿区位置，得到了走向主断面的剖面图，然后将所获取的剖面图进行了调整以及无因次化，使其成为无量纲的曲线，并导出了其坐标数据。同时确定了该工作面沉陷预计参数。通过实例应用表明我们所建立的数据处理程序可以实现沉陷数据的自动化处理以及可视化的表达，对我们求取矿区沉陷参数提供了数据支持。

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