基于时序InSAR的珠江口大面积地面沉降监测

珠江口是我国沿海地面沉降灾害较严重地区之一,长期地面沉降威胁着人类生产生活的质量和安全。针对传统InSAR在河口等沿海地区空间采样率不足的现状,采用基于KS检验和特征分解的DS-InSAR时序分析方法,获得了珠江口地区2015—2018年间地面沉降监测数据,并分析了几处沉降严重地区的沉降特征和原因。采用的DS-InSAR方法在沥青路面、裸土等非城市区域提取了较大密度的高相干点,提高了时序InSAR形变反演的精度。研究表明,研究区域总体呈地面沉降趋势且分布不均匀,珠江三角洲西北部和东南部为主要沉降区,最大沉降速率可达25 mm/a,珠江口西岸沉降相对东岸分布更广,沉降量更大。     

应用INSAR进行黄河三角洲地面沉降监测研究

在分析黄河三角洲的地面沉降状况及其对国民经济造成的影响的基础上,说明了对黄河三角洲进行地面沉降研究的必要性。综述了合成孔径雷达干涉测量的基本原理,针对近年来国内外干涉合成孔径雷达(INSAR)技术在地面沉降方面的研究和应用成果,分析了合成孔径雷达干涉测量技术应用于黄河三角洲地面沉降研究的可行性。     

苏州无锡常州城市群地表沉降监测

InSAR技术作为一种遥感技术,具有大范围、高精度监测的优点,可以应用于大范围的城市群地表沉降灾害监测。但目前对于苏州无锡常州城市群的监测研究相对较少。以苏州、无锡、常州城市群为例,使用两个轨道共104景哨兵数据,以一种改进的PS-InSAR技术获取了2019年这3个地区的地表沉降结果。结果表明:苏州和常州的沉降面积和量级都较大,最大累积沉降量均超过60mm,无锡地表沉降相对较小;沉降主要发生在沿湖沿江的农业种植区域,产生的原因可能与农业灌溉有关。最后将获取的时序InSAR结果与该地区的水准数据进行比较分析,两种数据具有良好的一致性,以水准数据为参考,InSAR数据的监测精度达到3.0mm/年,表明了InSAR形变监测的高精度和可靠性。     

D-InSAR技术用于震后地表形变监测

简要介绍了干涉合成孔径雷达测量原理以及二轨差分处理流程，利用D—InSAR技术和ENVISATASAR雷达影像数据，获取了巴姆地区震后一个月期间的形变场，得到了形变等值线图和最大形变处剖面图，通过对震后形变场深入分析与解译，分析研究了地震造成的地壳运动。这些结果有利于分析地震后地壳运动趋势、幅度以及进行震后灾害估计。     

星载InSAR方位向逐行的顺轨有效基线计算方法

本文开展了星载干涉合成孔径雷达(Interferometric synthetic aperture radar, InSAR)顺轨有效基线计算方法的改进研究。首先利用多项式拟合卫星轨道方程，使用相干系数法计算待配准图像对的像元偏移量，通过建立顺轨有效基线与方位向行号的函数关系式获得逐行有效基线，解决了在整幅图像使用固定有效基线带来的误差问题。通过TanDEM-X/TerraSAR-X实测干涉数据对本文的改进方法进行了应用和检验，同时针对所使用干涉图像对的特殊线性关系建立了快捷实用的线性方程。通过在整幅图像上精细化使用顺轨有效基线会对诸如海流反演方面有效提高反演精度。     

GPS-InSAR数据融合用于地表形变监测的研究

全球定位系统（GPS）和合成孔径雷达干涉测量（InSAR）集成技术在地表形变监测中具有广阔的应用前景。分析了GPS和InSAR两种技术融合的可行性，论述了GPS—InSAR融合技术的理论和方法，对其应用前景和存在的问题进行了探讨。     

现代黄河三角洲地区地面沉降的机理分析

利用前人在现代黄河三角洲地区进行的大量的野外调查和研究结果，对黄河三角洲地面沉降与第四系沉积体系、构造之间的对应关系进行了研究。研究结果表明现代黄河三角洲地区地面沉降除了因人类活动导致地面缓慢沉降外，新构造运动、第四系沉积相的分布也与三角洲沉降存在很好的相关性。研究区沉降区域的分布与主要断裂带相对应，软土的分布基本上控制了主沉降区的边界。研究结果可为以后三角洲的开发利用和管理以及其他三角洲地面沉降或地质灾害的监测提供必要的基础资料。     

短基线集InSAR技术用于黄河三角洲地面沉降监测与人为因素影响北大核心CSCD

利用2007—2010年间存档的30景Envisat ASAR数据,运用SBAS技术对黄河三角洲地区地面沉降进行全面具体监测,获取黄河三角洲地区地表形变特征场,分析了典型沉降区形变时间序列特征,结合相关资料对三角洲地区地面沉降影响因素进行了分析。研究表明,人类活动(地下水抽取、油气开采与工程建筑等)是造成地面沉降的主要因素,油田区地表形变范围与断层存在一定相关性。     

短基线集InSAR技术用于黄河三角洲地面沉降监测与人为因素影响

利用2007—2010年间存档的30景Envisat ASAR数据,运用SBAS技术对黄河三角洲地区地面沉降进行全面具体监测,获取黄河三角洲地区地表形变特征场,分析了典型沉降区形变时间序列特征,结合相关资料对三角洲地区地面沉降影响因素进行了分析。研究表明,人类活动(地下水抽取、油气开采与工程建筑等)是造成地面沉降的主要因素,油田区地表形变范围与断层存在一定相关性。     

黄河三角洲沉积物压实固结及其对地面沉降贡献估算

利用1987年黄河三角洲综合性工程地质水文地质勘察中的152个钻孔与土力学中的分层总和计算法,对研究区域由沉积物自重压实引起的地面沉降进行了计算。结果表明:整个研究区范围内都不同程度地受到沉积物自重压实影响,总沉降量最小157mm,最大1 398mm,平均值669mm,呈现由西南向东北逐渐增大的趋势。软土层是自重压实沉降的主要贡献层,其占到沉积物压实沉降总量的65%。与研究区内水准监测数据对比显示,沉降量估算结果是合理可靠的。根据对比结果进一步估算了沉积物压实固结分量对地面沉降总量的贡献比,最小值为2.1%,最大值为15.0%,平均值为4.0%,沉积物自重压实固结对今后区域的地面沉降仍将产生长远的影响。     

基于SBAS-InSAR技术的填海造陆区地表形变监测与分析——以天津港为例

为了探究SBAS-InSAR技术在海岸带填海造陆区形变监测的适用性,本文基于28景Sentinel-1A影像,利用SBAS-InSAR技术获取了天津港填海造陆区2018年1月至2019年11月的地表形变信息,揭示天津港填海造陆区的地表形变特征,并分析沉降速率与填海造陆的时间、土地利用类型的关系。结果表明：天津港填海造陆区具有沉降速率范围跨度大、不均匀沉降和多个沉降漏斗的特点,沉降速率范围为-74.9～19.7mm/a;沉降速率与填海造陆时间成反比,早期填海造陆区沉降速率较小,新填海造陆区沉降速率较大;不同土地利用类型的沉降速率差异大。该研究验证了SBAS-InSAR技术在填海造陆区形变监测应用的可行性,为海岸带、海岛礁、滩涂等沿海地区的地面沉降的监测与分析提供了思路。     

Subsidence associated with the LUSI mud eruption,East Java,investigated by SAR interferometry

A mud volcano LUSI initiated its eruption on 29 May 2006, adjacent to a hydrocarbon exploration well in East Java. Ground subsidence in the vicinity of the LUSI eruptive vent was well recorded by a Synthetic Aperture Radar (SAR) PALSAR onboard the Japanese ALOS satellite. We apply an Interferometric SAR (InSAR) technique on ten PALSAR data scenes, acquired between 19 May 2006 and 21 May 2007, in order to obtain continuous maps of ground displacements around LUSI. Although the displacements in the area closest to the eruptive vent (spatial extension of about 1.5 km) are not detectable because of the erupted mud, all the processed interferograms indicate subsidence in an ellipsoidal area of approximately 4 km (north–south) × 3 km (east–west), centered at the main eruptive vent. In particular, interferograms spanning the first four months until 4 Oct. 2006 and the subsequent 46 days between 4 Oct. 2006 and 19 Nov. 2006 show at least about 70 cm and 80 cm of displacements away from the satellite, respectively. Possible causes of the subsidence, i.e., 1) loading effect of the erupted mud, 2) creation of a cylindrical mud conduit, and 3) pressure decrease and depletion of materials at depth, are investigated. The effects of the first two causes are found to be insufficient to explain the total amount of subsidence observed in the first six months. The third possibility is quantitatively examined using a boundary element approach by modeling the source of deformation as a deflating oblate spheroid. The spheroid is estimated to lie at depths of a few hundred to a thousand meters. The estimated depths are significantly shallower than determined from analyses of erupted mud samples; the difference is explained by presence of significant amount of inelastic deformation including compaction and downward transfer of material.     

杭州湾沿海地区地面沉降时序InSAR监测与分析

Time-series InSAR analysis(e.g., permanent scatterers(PSInSAR)) has been proven as an effective technology in monitoring ground deformation over urban areas. However, it is a big challenge to apply this technology in coastal regions due to the lack of man-made targets. An distributed scatterers interferometric synthetic aperture radar(DSInSAR) is developed to solve the problem of insufficient samples and low reliability in monitoring coastal lowland subsidence, by applying a spatially adaptive filter and an eigendecomposition algorithm to estimating the optimal phase of statistically homogeneous distributed scatterers(DSs). Twenty-four scenes of COSMO-Sky Med images acquired between 2013 and 2015 are used to retrieve the land subsidence over the Shangyu District on south coast of the Hangzhou Bay, Zhejiang Province, China. The spatial pattern of the land subsidence obtained by the PS-InSAR and the DSInSAR coincides with each other, but the density of the DSs is three point five times higher than the permanent scatterers(PSs). Validated by precise levelling data over the same period, the DSInSAR method achieves an accuracy of ±5.0 mm/a which is superior to the PS-InSAR with±5.5 mm/a. The land subsidence in the Shangyu District is mainly distributed in the urban areas, industrial towns and land reclamation zones, with a maximum subsidence rate –30.2 mm/a. The analysis of geological data, field investigation and historical reclamation data indicates that human activities and natural compaction of reclamation material are major causes of the detected land subsidence. The results demonstrate that the DSInSAR method has a great potential in monitoring the coastal lowland subsidence and can be used to further investigate subsidence-related environmental issues in coastal regions.     

联合升降轨Sentinel-1A的地表形变监测技术研究

河谷型、海岸带、海岛礁以及滩涂等区域地表形变信息的准确获取,迫切且关键。利用25景升轨和28景降轨Sentinel-1A数据,基于SBAS-InSAR技术,获取兰州城区2014年10月~2016年9月的地表沉降速率图和沿视线方向(line-of-sight,LOS)的时相位移量,探讨升降轨数据在河谷型城市地表形变监测中的适用性。结果表明:升降轨Sentinel-1A数据之间的时相位移量具有高度关联性,其中升轨数据在地形起伏较大区体现出良好的干涉性,而降轨数据在平坦区表现出较好的监测能力。兰州城区大部分区域处于稳定状态,但沙井驿、九州、小达坪、东岗、伏龙坪、西客站以及周边区域地表存在沉降趋势,最大沉降速率可达30 mm/年。联合升降轨Sentinel-1A数据监测河谷型、海岸带、海岛礁以及滩涂等区域地面沉降具有可行性和可靠性。     

黄河三角洲地区地面沉降驱动因素研究

黄河三角洲地区地势低平、生态脆弱, 地面沉降使得海水入侵和风暴潮灾害加剧。弄清该区域地面沉降驱动因素, 对油田安全生产和湿地生态保护都有积极的意义。以20 m 地层为界, 将地面沉降驱动因素分为浅地层和深地层因素。分析了地表荷载增加、地下水和油气开采、沉积物固结压实、新构造运动等对该区地面沉降的驱动作用。此外, 探讨了海平面上升和地震灾害对该区地面沉降的影响。结果表明: 该区地面沉降驱动因素主要为沉积物固结和地下水开采, 但控制范围存在区域性差异;1969 年地震使该区产生明显地面沉降, 海平面上升使该区地面沉降形势更加严峻。     

近40 a厦门海域表层沉积物重金属时空分布及综合生态风险评价

本文通过对自20世纪80年代以来九龙江口-厦门湾海域的表层沉积物重金属调查数据进行对比分析,确定了各区域重金属含量的平均水平,对表层沉积物重金属含量分布作了概述,同时根据潜在生态风险指数法的需要确定了各重金属元素含量的背景值,为该区域重金属含量的研究和评价以及背景值提供了参考数据。结合2016年8月该区域表层沉积物重金属含量调查数据,进行了总体潜在生态风险评价,结果表明:九龙江口-厦门湾海域的表层沉积物重金属潜在生态风险情况并不乐观,厦门东部水道部分海域重金属潜在生态风险以轻度风险为主,九龙江口海域重金属潜在生态风险以重度风险为主,其余海域以中度风险为主。     

The conservative and non-conservative behavior of chromophoric dissolved organic matter in Chinese estuarine waters

The spectral absorption properties of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) and their distributions in two Chinese estuaries, the Yangtze River Estuary and the Jiulong River Estuary, were studied during August 2003 (wet season) and during different seasons between 2003−2005, respectively. The CDOM concentrations (a₃₅₅) of fresh end members in the Jiulong River Estuary varied seasonally, while its quality remained relatively stable. However, the a₃₅₅ of the marine end members exhibited less variability. Application of a conservative mixing model indicated that CDOM behaved conservatively in the Yangtze River Estuary. No photobleaching removal was observed at high salinity region of this estuary. Although CDOM showed conservative behavior for many cruises in the Jiulong River Estuary, there was evidence for removal in the low salinity regions during some cruises. Laboratory mixing experiments and a salt addition experiment suggested that particle sorption of CDOM maybe the possible reason for the removal. These results showed that absorption properties of CDOM can be used as a tool to observe the quantitative and qualitative dynamics of DOM during estuarine mixing.     

现代黄河三角洲地面沉降对洲体演变的影响

对现代黄河三角洲地区地面沉降的特点和对三角洲发育演变的影响进行了分析研究。分析认为,现代黄河三角洲地区普遍发生的地面沉降具有多因素和时空不连续性的特点,给沉降区带来了一系列的危害,使多种海岸带灾害的破坏和影响加剧;地面沉降不仅可以造成地面标高损失,影响三角洲的垂向发育,还通过改变地面坡降来影响河道的演变和尾闾的摆动,同...     

长江口北翼海滨地区海水入侵的地球化学特征初步研究

利用2009年2月和8月两次在长江口北部滨海地区地下水调查取得水化学数据,综合运用数理统计法、Piper三线图法,分析长江口北翼滨海平原海水入侵区浅层地下水的地球化学特征,识别不同季节浅层地下水水化学类型的特征.研究结果表明:(1)研究区地下水主要靠大气降水及地表水体渗透补给,季节变化对区域内地下水水化学空间变异性影响...