利用Sentinel-1数据和SBAS-InSAR技术监测西安地表沉降

哨兵一号(Sentinel-1)数据是目前现势性较好的免费SAR数据,且因其6天的重访周期,非常适合In SAR地表形变监测。本文以西安市城区及周边为研究区,开展基于多期Sentinel-1数据和短基线集干涉(SBAS-In SAR)技术的时序地表沉降监测方法的探索,研究形成了详细的数据处理流程,利用已有研究资料佐证了方法的有效性。监测表明:2015—2016年,绝大部分区域地表形变速率位于[-33~30]mm/a区间内,228 d监测期内累积沉降量最大约75 mm,发生在目前西安最大沉降中心鱼化寨;相比20世纪末,沉降强度大幅减弱,沉降严重区域由西安市东郊向南郊转移,且沉降范围减小。     

基于二等水准测量的矿区沉降监测研究分析

本文主要以我国东北某矿区为研究区域,根据开采方提供的矿区施工开采挖掘图在矿区周边布设二等水准测量监测网。通过对矿区三年间采集的四期水准测量数据进行处理,得到研究区的地表沉降规律。结果表明:在监测的三年期间,研究区始终处于沉降状态,其中矿区开采中心的沉降速度要明显大于周边地区,三年间的最大沉降量为0.29m。     

顾及工作基点沉降影响的测点沉降修正方法研究

沉降监测时,工作基点一般接近变形区埋设,为了防止工作基点发生沉降而不被发觉,通常要定期进行工作基点的复测检查.如果位于变形区附近的工作基点发生沉降,而在沉降监测的平差计算时不加以考虑,就会使测点的高程平差结果产生偏差,不能得出准确的沉降分析结论.文中以附合水准路线进行沉降监测为例,以工作基点发生沉降为前提,研究测点沉降的两种修正方法,并结合实例进行计算和比较.研究结果表明:顾及工作基点的沉降变化,采用合理的方法对测点的沉降进行修正,将使测点的沉降监测成果更加真实可靠.     

基于PSInSAR技术的常州地表形变监测研究

地面沉降已成为我国主要地质灾害之一,本文利用27景Envisat ASAR数据,采用点目标干涉测量(IPTA)技术,以常州市为实验地区,得到常州地区2007 ～ 2011年间地表形变沉降速率图,结果表明,常州市区存在多处严重沉降,最大沉降速率达-31 mm/a,表明IPTA技术在城市地面沉降监测中有广泛的应用前景.     

基于高分辨率PS-DInSAR的城郊地表沉降监测

随着城市的扩张,大型城市的郊区逐步成为新的工业生产及居民中心,为满足生产及生活用水需求,地下水被大量开采,进而导致地表沉降。目前对地表沉降的监测多集中在城市区域,城郊的地表沉降较少受到关注。本文提出使用高分辨率永久散射体（PS）雷达盖分干涉（PS-DInSAR）技术对大型城市郊区的沉降进行监测。选取某市城郊为实验区,使用覆盖该区的16幅高分辨率TerraSAR影像为数据进行PS-DIn-SAR沉降建模和解算,获取了谈区大范围的高分辨率沉降信息。谈市效区最大年沉降速度达到62mm/a（即年沉降量）,平均沉降速度为24mm/a。分析表明,该区域的不均匀沉降与地下水的开采密切相关。     

基于TCP-InSAR的开采沉陷监测与分析

针对传统地表监测方法中存在监测范围小、成本高、人力物力需求大等问题,使用2015-04-28～2016-03-05时间段内的13景RadarSAT-2数据,利用TCP-InSAR技术获得河北省邯郸市某矿区的地表沉降监测结果,并对沉降结果进行详细分析.研究结果表明,该研究区域内地表最大沉降速率为-106.21 mm/yr...     

基于地理国情的城市地表沉降监测PS-InSAR技术研究与应用

城市地表沉降是一种不可逆的极具危害性的地质灾害。为深入、系统的掌握城市地表沉降现状和发展趋势,北京市已开展相关研究和实践,并将地表沉降监测纳入城市常态化监测实施方案。基于地理国情常态化监测,采用PS-InSAR技术方法获取准确、详实的地表沉降监测数据,从而准确分析、归纳地表沉降发展规律,这些研究与应用对于北京市城市规划、建设、安全、运营和综合管理都具有重要意义,也可以为其他城市开展相关区域地表沉降监测提供参考借鉴。     

连云港防波堤时序InSAR沉降监测研究

连云港位于"一带一路"的交汇处,沿海开发建设导致地表载荷和地质环境发生重大变化.针对出现的地面沉降问题,基于多主影像相干目标小基线技术,利用2017年1月至2018年12月25期Radarsat-2超宽精细模式SAR影像数据,对连云港市进行地表沉降监测.基于监测结果进一步深入剖析徐圩港区东、西防波堤的沉降影响状况及研究区地面沉降诱发因素.结果表明区域沉降最严重位置位于连云港徐圩港区,最大沉降速率达251.7 mm/a.徐圩港区东、西防波堤皆出现较为明显的沉降.     

连云港防波堤时序InSAR沉降监测研究

连云港位于"一带一路"的交汇处,沿海开发建设导致地表载荷和地质环境发生重大变化.针对出现的地面沉降问题,基于多主影像相干目标小基线技术,利用2017年1月至2018年12月25期Radarsat-2超宽精细模式SAR影像数据,对连云港市进行地表沉降监测.基于监测结果进一步深入剖析徐圩港区东、西防波堤的沉降影响状况及研究区地面沉降诱发因素.结果表明区域沉降最严重位置位于连云港徐圩港区,最大沉降速率达251.7 mm/a.徐圩港区东、西防波堤皆出现较为明显的沉降.     

基于短基线集InSAR技术监测北京地区地表形变

短基线集差分干涉测量(SBAS-InSAR)技术是在传统DInSAR技术基础上发展起来的一种更高精度的长时序变形监测方法,可有效地克服传统DInSAR在微小形变监测中受时空去相干以及大气效应等因素的影响,已成为当前InSAR技术的研究热点.本文利用ENVISAT ASAR传感器获取的22幅C波段影像数据,基于短基线集差分干涉测量技术对北京地区地表沉降进行监测,获取每个观测时刻的形变累积量,得到研究区的形变序列图,进而分析了该区域地表沉降特征,结合地质环境监测成果,初步讨论了2003至2010年间北京地区区域地表沉降成因.     

Sentinel-1和SBAS-InSAR分析钻井水溶岩盐矿山时序沉降

利用小基线集(SBAS)InSAR技术对钻井水溶岩盐矿山地表沉降开展时空分析。实验选取湖南常德某典型钻井水溶岩盐矿区为测试区,时间跨度为2016年2月—2017年2月的21景Sentinel-1影像数据,获取了测区的时序沉降序列。实验结果显示,矿区地表大量级沉降在2016年9月才开始呈现,沉降漏斗横向出现多峰值,矿区沉降整体空间分布上出现西南部整体片状、中部偏北离散带状沉降。这些沉降特征均与钻井水溶法开采特征保持一致。将实地水准测量形变数据和DInSAR形变结果与本文结果进行对比以评估结果可靠性。结果表明,SBAS技术获取结果与水准结果表现出较高一致性,从而为钻井水溶岩盐矿山地表沉降提供了一种更为有效的监测手段,也可为此类矿山地表形变时空演化规律分析提供参考。     

InSAR和地表覆盖的地表沉降驱动力分析

针对传统地表沉降监测和成因分析无法实现大规模应用的问题,该文采用一种结合InSAR和地表覆盖数据的多源数据监测和分析方法。通过对Envisat数据集和哨兵1号数据集时序处理中的配准技术进行重点攻关,获取大范围、高精度、多时相的地表沉降成果;然后结合相应年度的地表覆盖数据进行多要素数据的空间拓扑分析,确定地表沉降变化变化的驱动力。以天津市汉沽为例,开展多源InSAR数据、多时相地表覆盖数据的地表沉降监测和分析,发现大面积水域的减少、构筑物和房屋建筑的增加等反映城市建设的指标与地表沉降加剧有密切关系,并结合天津市总体规划进行验证分析。实验结果表明,基于InSAR和地表覆盖方法对于地表沉降驱动力分析的有效性,可为后续城市地表沉降灾害防治和可持续发展应用提供参考。     

InSAR技术支持下的高速铁路沿线沉降监测与预测

针对盘营铁路专线、哈大铁路专线沿线沉降监测研究较少,采用InSAR技术获取了研究区地表形变信息,还对其进行了相关分析.用SBAS-InSAR对35景Sentinel-1A SAR数据进行处理,获取VV、VH极化下的年均沉降速率及沉降序列;以年均沉降速率为研究对象,进行沿线沉降特征分析及交叉验证;利用小波变换对沉降序列降噪处理,用改进BP神经网络对降噪后沉降序列预测分析.研究结果表明,研究区内高速铁路沿线共监测出6个明显沉降区域,最大沉降速率达50mm/a;两种极化年均沉降速率具有较高的一致性,降噪处理后的沉降序列更加平滑;改进BP神经网络具有较高的收敛速度,其预测精度有较大提高.     

百年煤城地表沉降融合PS/SBAS InSAR监测——以徐州市为例

融合PS/SBAS算法成为当前InSAR技术的研究热点,本文通过融合PS/SBAS的优势,利用128景ALOS PALSAR影像和24景Radarsat-2影像获取了百年煤城徐州地区2007-2015年的地表形变场及变化趋势。试验结果表明：①2007-2011年,徐州主要有4个沉降区,分布在沛县、丰县、铜山区和贾汪区。②2012-2015年,沛县、丰县和铜山区地表沉降范围有所扩大;贾汪区地表沉降范围和速率明显减小,说明近年来贾汪区重点治理采矿塌陷工作已初步见效;另外,睢宁县县城出现明显沉降。③已有文献对沛县大屯中心区的沉降监测结果验证了试验结果是可靠的。④首次提取了徐州近8年间地表沉降的信息,可为该地区开展地表沉降调查监测与防治工作提供参考;试验方法可为全国开展地表沉降调查监测工作提供参考。     

煤矿工业广场地表沉降监测及GM(1,1)建模预测分析

介绍了沉降监测的基本理论和方法,以钱营孜煤矿为例,建立了沉降监测系统,采用水准测量对监测系统进行定期监测,数据处理和分析。建立了能反映监测动态变化的灰色GM(1,1)等维新息模型,得到:地表沉降与水位变化呈现显著的相关关系,井架基础最大沉降量138mm,最大沉降差为3mm,并对监测点下一期的沉降值进行了预测。研究成果对于工业广场沉降治理具有指导意义。     

利用短基线集技术监测城市地表沉降

西安市及其周边地区是中国地表沉降最为显著的区域之一.针对上述问题,本文采用9景降轨ENVISAT ASAR(advanced synthetic aperture radar)数据和短基线集技术提取了西安市主城区2011年2月至2011年11月的时序形变信息和沉降分布特征.研究结果表明:西安市主城区在监测期间的最大沉降速率约为-150 mm/a,最大累计沉降量约为-125 mm.在监测期间西安市主城区共形成4个显著的沉降中心,分别是鱼化寨沉降中心、电子城沉降中心、三爻村沉降中心以及西等驾坡村沉降中心,其中鱼化寨中心沉降最为严重.短基线集监测结果对比同期水准监测数据,两者结果一致性良好,两者最大残差值为5.51 mm,最小残差值为0.02 mm,均方根误差为3.22 mm,由此验证了本文短基线集形变监测结果的精度和可靠性.     

联合InSAR技术和地质数据反演普宁城区的地表沉降特征

地表沉降是全球性的地质灾害之一,地表的迅速沉降会导致地表塌陷,从而破坏地下管道及地表建筑,最后造成巨大的经济损失甚至人员伤亡。我国地下工程及地表建筑扩建规模较大,这种地质灾害问题尤为突出。目前,监测地表形变的方法有很多,如水准测量、GPS、InSAR技术等。但通常情况下这些技术只能对地表的高程变化进行定量分析,而无法寻找灾害发生的诱因,缺少对地表沉降时空特征的定性分析。本文以广东普宁地区为例,将InSAR技术与该地区的水文地质特征相结合,从而实现对地表沉降监测从数据采集、处理到成因分析的整个流程的把控。InSAR技术可以验证地质特征的合理性,而地质特征又可以对监测范围及监测周期进行更科学的指导。本文通过这种分析方法,既调查出普宁城区的沉降区域,又对其背后成因进行了系统性的分析,为后续的防治措施及国土空间规划提供了更科学的指导。     

PALSAR和ASARPSI显著地表沉降探测与分析

永久散射体雷达干涉(PSI)已被广泛应用于城市缓慢沉降监测,但针对显著性地表沉降监测及PSI适用性的探讨较少。本文选取天津市与廊坊市城郊结合部的典型工业化城镇为研究区,分别以2007至2010年间的23幅L波段(23.6 cm)ALOS PALSAR影像和2007至2009年间的23幅C波段(5.6 cm)ENVISAT ASAR影像为数据源,使用基于相位空间相关性分析的PSI方法进行时空沉降提取,并对两个平台的结果进行对比分析和交叉验证。在此基础上,结合长短波SAR对沉降敏感性不同的特征探讨该PSI方法应用于显著沉降解算的可靠性,并结合地质条件及地下水开采信息对实验区沉降的时空分布进行深入分析和解释。研究表明,两平台的沉降结果十分吻合,在沉降漏斗区二者均方根误差(RMSE)为6.5 mm/a;实验区地表沉降呈现出显著的非均匀性,最大沉降速率超过200 mm/a,造成严重沉降的主要原因为地下水的大量开采;证实了PSI方法在显著地表沉降监测方面的有效性和可靠性。     

InSAR技术在矿区沉降监测中的应用研究

介绍了应用InSAR技术监测矿区地表沉降以及地下开采活动的原理;利用重轨差分InSAR技术获得了峰峰矿区地表ENVISAT和JERS 1的雷达形变干涉相位图;分析了在矿区地表沉降过程中ENVISATC波段和JERS 1 L波段形变干涉相位图的相干特性、相位特性以及干涉测量技术在矿区地表沉降监测中应用的可行性和局限性。实验结果表明,利用C波段和L波段雷达数据可以实施对矿区地表沉降的监测,但是C波段雷达受到空间干涉基线的限制更加严格,如果要实现对矿区地表沉降的监测,需要充分利用每个卫星回访时期的雷达数据,建立长时序的星载雷达形变干涉相位图序列,才能较好地实现矿区地表沉降监测。     

歌乐山镇沉降风险性评价

重庆市的地面沉降问题引起了政府部门的高度重视,利用InSAR技术进行重庆市的地面沉降监测已经取得了一定的进展.本研究以重庆市的歌乐山镇为研究区,在2017—2018年歌乐山镇沉降监测成果的基础上,提出了综合考虑地面沉降可能演变为地质灾害的概率(沉降危险性)以及沉降可能会对社会经济造成的损失(沉降易损性)的地面沉降风险性评价模型,完成歌乐山镇风险性评价,为歌乐山镇的沉降防治以及减灾措施提供科学依据以及意见建议.