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。     

基于PS-InSAR的广西北部湾沿岸形变探测及成因分析

受强降雨等极端天气影响,广西地区沉降地质灾害频发。为保障区域可持续发展,利用36景Sentient-1A卫星影像,探究广西北部湾沿岸地区土地形变情况并分析其成因。首先基于PS-InSAR技术和SBAS-InSAR技术,获取2018年1月～2020年12月广西北部湾地区地表沉降信息。结果表明：两种方法具有高度一致性,研究区域最大累计沉降量达-78.1 mm,最大平均形变速率为-22.664 mm/a。其次结合降雨量数据与人类活动强度,分析地表形变成因,结果进一步表明：广西北部湾地区累计沉降量与人类活动强度呈现正相关;每年7、8月雨季时,地表形变速率提高,雨季结束后,部分地面出现抬升。人类活动与降雨是导致广西北部湾地区大面积不规则沉降的重要原因。     

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。     

基于时序InSAR的九龙江河口地区地面沉降时空演变规律及成因分析

为探明九龙江河口地区地面沉降情况,本研究采用小基线集合成孔径雷达干涉测量（small baseline subset interferometric synthetic aperture radar, SBAS InSAR）和永久散射体合成孔径雷达干涉测量（persistent scatterer interferometric synthetic aperture rader, PS InSAR）技术获取了2017年1月至2022年3月地面沉降的时空分布信息和演变规律,并结合实地调查数据和水文地质调查监测资料对地面沉降成因进行了系统分析。研究结果表明：SBAS InSAR和PS InSAR两种方法均发现在研究期间九龙河口地区地面整体呈现出沉降趋势,SBAS InSAR监测结果发现研究区沉降速率为6.2 mm/a;研究期间该区域的沉降中心持续扩大且沉降量呈增加趋势,最大累积沉降量达到250 mm以上,主要分布在浮宫镇中南部地区、海澄镇、东园镇中南部地区、角美镇和榜山镇东南部地区;该区域由于大量抽取地下水用于养殖,地下水位下降,引起淤泥层发生固结排水、压密,从而导致地面沉降。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。