黄土填方区地表沉降时序InSAR监测分析

“削山填沟造地”等岩土工程在湿陷性黄土沟壑地区屡见不鲜,掌握填方区沉降情况具有重要意义。本文收集了2017年11月—2020年12月获取的56景TerraSAR-X StripMap模式影像,利用时序InSAR技术监测了陕北某湿陷性黄土填方地基工程的沉降信息,并与2017年11月—2020年12月期间监测区3个水准点的沉降测量结果比对。结果表明,在填方区地表以沉降为主,在挖方区地表以抬升为主,研究区存在有1处较为明显的地表沉降情况,位于填挖边界线附近填方区内,形变速率范围为-40~-20 mm/a,最大形变速率达-49.9 mm/a,累计量为-151.6 mm,时序InSAR形变结果和实地水准结果吻合性较好,垂直方向形变速率中误差为1.8 mm/a,表明时序InSAR技术在湿陷性黄土填挖方区变形监测中具有较好的应用价值。     

利用小基线集InSAR技术的延安新区地面抬升监测与分析

延安新区的平山造城是黄土高原地区规模最大的造地工程之一,大规模的山体开挖导致了广泛的地面抬升现象。同时,挖方区作为新区城市化建设的主要场地,地面抬升严重影响了新区城市的持续发展。利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)技术对覆盖新区2016-05—2019-10期间的升轨Sentinel-1A数据进行处理,获取了新区工后长期地面形变信息,揭示了地面抬升空间分布规律及其形变演化特征,并对地面抬升成因进行了详细分析。结果表明,新区工后地面抬升显著,主要分布在对人类工程活动影响最大的挖方区,最大抬升速率达24.8 mm/a;地面抬升变形在工后初期发展较快,随时间发展有趋缓并稳定的趋势。山体快速开挖引起的卸荷回弹变形是地面抬升的主要内在因素,而地面抬升的分布及大小是由挖方工程范围、挖方厚度、建筑荷载等外在因素综合作用的结果。     

基于PS-InSAR技术的地表变形监测

近年来,将InSAR技术应用于地表监测成为研究的热点.为确定煤矿采空区历年地表沉降情况,采用PS-InSAR技术,利用历史存档降轨数据,提取研究区不同时期地表变形速率图.结果表明,PS-InSAR技术能够获得采空区地表毫米级变形监测结果.     

基于PS-InSAR技术的地表沉降分析

由于传统测量手段对于地表沉降监测不足,PS-InSAR技术具有高空间分辨率和一定程度能克服时间、空间以及大气的影响等优势,因而逐渐成为一种大范围地表沉降监测的主要方法。本文利用PS-InSAR技术,通过SARscape软件对收集到的34幅覆盖日本千叶市地区的ENVISAT ASAR遥感影像进行沉降监测实验。实验结果表明:日本千叶市地区最大累计沉降量为58.965 mm,主要集中在城市地区,并且该地区的沉降和地下矿藏开发有关。     

桩锚作用下L型超大深基坑的变形特性分析

为深入探讨超大型深基坑施工引起的变形特性和影响因素,本文以北京某居住及商业金融用地项目深基坑监测为例,全面结合大型深基坑施工的地质、环境、受力条件等影响因素,通过选取深基坑的特征部位变形的数据进行分析,研究L型超大深基坑监测的桩顶竖向位移、水平位移、桩体深层水平位移和锚杆应力变化特性及相互作用关系,结果表明：桩顶竖向位移变化趋势整体向上隆起;桩顶和桩体最大位移量平均值分别为0.056%和0.054%He(He为开挖深度),两者的位移量基本一致;L型中单个桩体锚杆损失值占锁定时应力的10%～20%。通过分析提出桩锚作用下的L型超大深基坑在基坑开挖土体卸载回弹和锚杆拉力随深度增大等作用下,引起桩体实际产生的位移量更大,危险性系数更高,最终形成桩体围护结构和土体的结合体呈一种向上托举状态。     

基于PS-InSAR技术的武进区地面沉降探测

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术为地表形变监测提供了一种全新的手段,它具有全天时、全天候、高空间分辨率、大范围以及成本低等优点。选取了2007年1月—2010年4月28景Envisat ASAR数据,采用基于InSAR技术发展起来的永久散射体雷达干涉测量技术(PS-InSAR)对常州市武进区的地面沉降进行了反演,获取了该区2007年—2010年的地表形变场(年沉降速率和累积沉降量),并用外部水准数据对PS-InSAR的监测结果进行了对比验证,两者吻合较好,证实了InSAR技术监测地表形变的可行性与可靠性。     

基于三维激光扫描技术的曲面变形监测

研究采用双三次插值方法对点云数据拟合曲面函数,建立曲面模型,并通过多期观测建立的模型获取测区的整体变形信息.试验结果表明,在地表实测点处此方法获取的沉降值与传统水准测量方法测定的沉降值比较吻合,三维激光扫描技术在地表变形监测中具有较高的实用价值.     

融合Deep-ResUnet和PS-InSAR的城市道路网形变灾害监测方法——以合肥市为例

针对城市道路网变形监测存在的高分辨率影像获取难、道路人工提取效率低、传统变形监测工作量大等难题,本文提出了一种基于融合Deep-ResUnet和PS-InSAR的城市道路网形变监测方法。主要思路为：首先对目标区的哨兵-1A(Sentinel-1A)影像数据进行伪彩色变换建立道路数据集;然后训练深度残差网络(Deep-ResUnet)模型并对道路网栅格进行提取;最后利用永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术获取PS点形变信息与道路网栅格融合。研究结果表明,Sentinel-1A影像经过伪彩色处理后,能提高城市道路网提取的完整性,交并比提高6%～9%,道路提取精度平均提高10%左右,得到的城市道路网形变信息专题图能为城市道路变形监测和健康状况评估提供科学依据。     

基坑回弹变形监测规律及预测研究

以北京某超大基坑为例,通过对基坑基底回弹变形进行严密监测,获取基坑基底的实际回弹变形结果,通过对回弹监测数据进行分析,总结基坑回弹变形规律;同时对基坑回弹变形预测进行初步探讨,利用关联度分析确定了基坑回弹变形的主要约束条件,再以实测回弹变形数据为基础建立回弹量对约束条件的回归方程,最后得到预测模型,通过与实测值对比发现预测结果较好,对该地区类似基坑回弹变形分析具有一定参考价值。     

地面三维激光扫描技术应用于井架整体监测研究

主要论述井架点云数据获取、坐标数据转换、冗余信息去噪等方法,将不同时期获取的点云数据分别建立三角网模型,通过模型整体对比获取井架的变形量,分析了三维激光扫描技术在煤矿井架变形监测的可行性。     

某工程深基坑回弹观测及建筑物沉降观测、成果分析

在深埋基础建筑的施工中,基础底面将经历回弹-再压缩-附加沉降的过程。本文通过对具体工程的变形观测,概述了其特点、实施过程中的难点,对现场采集到的数据进行统计、分析,总结出变形量的分布特点及一般规律。同时观测结果验证了对高层建筑部分地基进行加固处理的设计方案明显地改善具有高低差异建筑群的沉降分布状况,大大减少了差异沉降。     

时序SAR幅相联合加权融合方法监测矿区形变

针对煤炭资源的井下高强度开采引起的地表形变问题,开展矿区地表形变的精细监测对于指导矿区生产建设和生态修复具有重要意义。提出一种基于时间序列SAR影像差分干涉信息相位叠加和首末两幅SAR影像强度信息Pixel-tracking技术获取大量级形变信息相结合的加权融合方法,对河北省峰峰矿区万年矿开采工作面进行精细监测,结合现场同期水准测量验证,相对于传统的时序差分相位叠加法和Pixel-tracking法,基于时序SAR影像的幅相联合加权融合方法能够明显地提升矿区形变监测的精度,其水准验证精度为0.051 m。     

融合三次样条插值的D-InSAR沉陷变形监测技术

传统煤矿开采沉陷形变监测只能获得离散监测点的地表形变量,无法获取沉陷区整体的形变趋势,而D-InSAR技术能够获取整体地表形变信息,但D-InSAR技术需要大量遥感影像数据,否则导致时间失相干性而无法获得连续的形变量。本文针对D-InSAR影像数据解译过程中影像数据较少的问题,首先利用D-InSAR技术对淮北矿业集团袁店二矿7225、7226工作面进行了监测分析,获取了几个时间段内整体的下沉形变场;然后提出了采用三次样条插值与D-InSAR技术相结合的开采沉陷监测方法,基于D-InSAR影像上监测点监测值,利用三次样条插值建立了内插反演函数,在已建立函数的基础上得出了其他雷达卫星重访周期内的下沉值;最后将内插反演下沉值与实测水准数据进行了对比分析。结果表明：D-InSAR监测结果能够有效地反映开采沉陷的影响范围,能够较为准确地提取区域地表的形变信息;结合三次样条插值的D-InSAR技术监测结果最大误差和最大相对误差分别为31.5mm和17%,该方法能有效地解决D-InSAR影像数据缺少的问题。     

联合InSAR和SSA的膨胀土边坡形变特征分析——以南水北调工程为例

膨胀土边坡具有吸水剧烈膨胀、失水剧烈收缩及反复胀缩形变的特性,工程中与外界接触极易引发膨胀土滑坡。南水北调中线工程是一项缓解我国华北平原水资源短缺、优化水资源配置的国家重大战略工程。中线总干渠约有1/3段穿越膨胀土区域,增加了南水北调工程沿线边坡失稳的可能性,亟须开展膨胀土边坡形变监测和特征分析。基于此,本文收集了112景Sentinel-1A升轨SAR数据,采用时间序列InSAR技术获取了中线某渠道沿线2017年3月12日—2021年4月8日的时间序列形变,并基于奇异谱分析(SSA)对时间序列形变进行分解提取膨胀土边坡形变特征。研究结果表明:干渠挖方膨胀土边坡由于卸荷回弹作用表现为抬升形变,最大年抬升速率约为18 mm/a;填充膨胀土边坡由于土体固结作用表现为下沉形变,最大年下沉速率约为15 mm/a;膨胀土形变量大小与填挖深度正相关,挖方越深抬升形变越大,填充越高下沉形变越大;降雨和温度是影响干渠膨胀土边坡形变的主要外部因素,其造成的形变会时滞2~3个月。本文研究将为南水北调工程膨胀土边坡稳定性评估提供科学依据。     

基于小波去噪法的基坑监测数据处理

受各种因素影响,地铁基坑监测数据除含有真实变形信息外,还存在噪声。应用MATLAB实现小波分析对监测数据的去噪处理和粗差探测仿真实验。实例表明,选取恰当的小波基函数和小波分解层数,通过小波分析的带通滤波的功能,能够对原始信号有效分频,从而在不同尺度上将粗差和噪声分离达到识别的效果。去噪之后的信号曲线有较好的光滑性,更能反映基坑周边土体的变形规律。     

利用Sentinel-1A数据监测地表形变案例分析

雷达卫星结合InSAR技术已广泛应用于高精度地表形变监测领域。本文选取2017年九寨沟地震为研究案例，利用Sentinel-1A地震前后的单视复数影像，基于D-InSAR技术获取该次地震的同震形变场。结果显示：震中西北侧表现出相对均匀的下沉现象，沉降漏斗区雷达视线向最大沉降量达25.1 cm；东南侧呈现不均匀抬升状态，地表破碎较为明显，最大抬升量为11.6 cm。研究表明基于Sentinel-1A数据的D-InSAR技术可以为地震形变场的定量分析提供一种快速有效的手段，为阐释地震发震机理及评估受灾情况提供必要的数据支撑，具有广阔的应用前景。     

InSAR技术在沂沭断裂带地表形变监测中的应用研究

针对常规大地测量监测沂沭断裂带地表形变结果无法全面反演该区域构造应力场的局限性,尝试采用PS和SBAS两种In SAR时序分析技术对该区域地表形变进行监测。首先对SBAS-In SAR技术的原理进行详细推导和分析;在此基础上,对覆盖研究区的14景ENVISAT-ASAR数据采用PS-In SAR和SBAS-InSAR技术进行处理,分别提取了该区域地表年平均形变速率图;通过与水准监测数据的对比分析发现:InSAR时序分析方法在大范围、持续缓慢断裂带地表形变监测中能够获取与精密水准监测一致的形变趋势,且SBAS-In SAR技术在数据量较少情况下能获得更好的监测效果。这表明In SAR时序分析技术可以作为断裂带微小地表形变监测的有效手段。     

干涉雷达时间序列分析方法在地面沉降监测中的应用

地面沉降已经成为全球性问题，传统的大地测量技术在日益严重的大范围地面沉降监测方面越来越显得难以胜任，新兴的 雷达干涉测量技术正好提供了一种大覆盖、高空间和高时间分辨率的地面沉降监测手段。本文以天津地区为实验区，介绍并实现了 利用PS点的InSAR时间序列分析方法，取得了较好的实验结果。     

地铁车站深基坑变形监测及数据分析

本文针对北京地铁车站某明挖深基坑在砂卵石地层的工程实例,首先论述了该工程的工程概况、基坑监测的内容、监测频率及监测周期;其次通过基坑开挖引起基坑周边土体荷载变化原理理论分析了地表沉降、桩顶水平位移、桩体水平位移分布的特点;最后通过实际监测数据总结了监测结果,运用监测时程变化曲线图表了说明监测结果与理论分析的不同与吻合之处,为今后同类工程设计、施工、处理风险事务和工程安全事故提供参考依据.