InSAR技术及其在地质灾害中的应用

InSAR是在太空对地球进行3维成像技术，它标志着空间遥感从2维信息获取进入到3维信息获取的新阶段，也为大地测量带来了一场革命。该技术为地质灾害的研究提供一个全新的工具。运用InSAR和D～In—SAR技术进行地面微位移监测，是近年来发展起来并得到日益重视的新方法。本文例举了InSAR技术在地震、火山喷发和滑坡等地质灾害应用的实例。表明它在形变监测研究中有广阔的应用前景，具有不可替代的优势。     

InSAR技术在滑坡灾害中的应用研究进展

InSAR技术作为重要的对地观测技术之一,已在城市、矿山、地质灾害等地表形变监测领域得到广泛应用与探索,特别是在滑坡灾害形变监测中具有很强的实用性。为全面、准确及深入认识和梳理InSAR技术在滑坡灾害应用中的前沿科学问题、局限性、面临挑战及未来发展趋势,以期更好地服务于滑坡灾害的防治与监测。以InSAR技术滑坡灾害应用研究为主要脉络,系统阐述其研究进展:(1)以滑坡监测中应用的主要InSAR方法概述为切入点,系统梳理了各类主要方法的适用范围、优缺点及内在联系;(2)基于早期识别探测、不同量级形变监测、活动模式与三维信息获取、形变与诱因耦合4个视角,深入探析InSAR技术在滑坡应用中的最新进展、趋势及目前应用中存在的关键问题与挑战;(3)针对InSAR技术系统的局限性、滑坡灾害的特点,剖析了InSAR滑坡监测中存在的几何畸变、密集植被覆盖、大气干扰、三维形变信息获取、精度评定、滑坡形变的复杂性和非线性等问题,并对相应问题的解决提供了可行性的方案与建议措施;(4)基于InSAR滑坡行业体系构建的视角,结合人工智能(AI)、机器学习、无人机遥感及地学领域地震台网等其他观测技术,从数据处理、与其他新型技术融合对未来InSAR在滑坡应用研究进行总结和展望。     

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)研究的探索与实践

首先简要回顾了合成孔径雷达(SAR)干涉测量(InSAR)的发展历程, 接着对作者所在团队十余年来在该领域所开展的研究探索作了简要介绍, 并介绍了InSAR 技术在地面高程信息获取、地震、地质灾害等方面的实际应用。最后, 文章对InSAR 技术和应用的未来发展进行了展望。     

InSAR形变监测在开采沉陷损害鉴定及稳定性评价中的应用

本文通过列举3个工程案例说明InSAR技术在开采沉陷中的应用,首先将InSAR技术与三等水准测量进行对比,明确了InSAR技术在矿区形变监测领域的精度和可靠性;然后针对淮南某关停矿井,应用SBAS-InSAR技术获取了研究区的时序形变信息,并对照采空区稳定性评价指标,得出了该矿区地表已稳定的结论;最后以某村庄部分房屋建筑出现不同程度的损伤为研究背景,在常规方法获取开采影响范围的基础上,进一步利用SBAS技术和8景Sentinel-1A数据,明确了村庄地表已处于稳定状态。结果表明,InSAR形变监测技术能够为开采沉陷损害溯源及沉陷稳定性判定提供有力的科学依据。     

地震地壳形变InSAR测量中的关键技术分析

InSAR技术是监测地震地壳形变的有力手段,对于研究地震机理、防震减灾具有重要的意义。InSAR测量结果可以作为分析地震断层几何学特征和动力学机制的研究资料,为进一步研究断层活动的时空特征以及大陆岩石圈动力学规律,建立断层运动模型,获取地震的地球物理参数及其演化过程提供参考依据。随着InSAR技术研究的不断深入,提升InSAR技术的应用水平,高效、高可靠性地获取地壳形变信息是行业用户和国内外学者关心的问题。本文从地震地壳形变监测需求出发,结合InSAR技术特点,归纳和概述了地震地壳形变InSAR测量中更为关心的技术问题及其研究现状,重点分析并提出了InSAR技术在地震地壳形变监测中需要加强重视与进一步深化研究的一些关键技术问题,包括大气效应、视线向模糊、大范围监测、高相干目标选取、大数据高效能计算以及InSAR技术自身质量评价与控制体系的构建,并对此提出了一些解决思路,旨在提高InSAR技术在地震领域中的应用水平。     

GPS与InSAR技术在滑坡监测中的应用研究

合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)应用于地面形变监测已经成为地质灾害研究热点。本文分析了In-SAR技术在滑坡变形监测中的特点与技术优势,监测中InSAR、GPS的结合能够同时提高监测在空间域与时间域的分辨率;本文叙述了GPS、InSAR结合技术的理论与方法。说明利用干涉雷达结合GPS技术对滑坡进行监测是可行的,具有十分广阔的应用前景。     

InSAR技术及应用研究进展

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是一种快速发展的大地测量技术,能够全天候获取高精度、连续覆盖的地面高程和地表形变信息.InSAR已在地形测绘、全球环境变化、灾害监测评估等相关领域得到了广泛应用并取得了一系列成果.主要综述了近20 a来InSAR技术的发展,以及该技术在数字高程模型提取和地球科学应用中的研究进展,并对该技术的发展趋势及应用研究进行了展望.     

基于GPS和美国环境预报中心观测信息的InSAR大气延迟改正方法研究

InSAR技术是近年来迅速发展起来的极具应用价值的空间对地观测新技术,具有监测精度高、范围大、成本低、空间连续覆盖等优点,为滑坡、泥石流等地质灾害监测提供了一种新型的监测方法。由于地质灾害多发生在暴雨频发、地质地貌复杂的区域,特殊的地理位置与气候使得InSAR技术应用中受大气延迟的影响非常     

地质灾害监测中的SAR变形观测、解译与数据同化研究

正以时间序列InSAR技术为代表的雷达对地观测技术可实现高精度的变形提取,为成灾前岩土体的变形监测提供了更先进的技术手段。而在地质灾害易发的城郊低相干地区,通常缺少易于识别的人工地物,且受植被去相干的影响,难以开展时间序列InSAR分析。因此,如何实现时间序列InSAR技术在低相干地区的变形监测,仍是该技术的研究热点之一。同时,在地震、滑坡等地质灾害引起的剧烈变形区,受InSAR技术形变监测梯度的限制,     

地质灾害InSAR成果可视化表达方法研究

当前,地质灾害InSAR技术工程化应用方兴未艾。如何更好地表达与展示InSAR技术成果,使地质灾害工程地质人员更加方便快捷地阅读与使用相关成果,对加快推动这一新技术的应用起着一定的积极作用。本文通过四川地质灾害InSAR监测工作实践,分析了InSAR成果可视化表达的多种制图方法及其适用性。     

InSAR矿区地表三维形变监测与预计研究进展

首先,介绍了InSAR地表形变监测技术的基本原理和技术特点;然后,对当前InSAR矿区地表三维形变监测方法做了系统性分类,并探讨了各自的优缺点和适用范围;之后,综述了当前InSAR矿区地表三维形变预计方法的研究现状和进展;最后,归纳梳理了InSAR矿区三维形变监测预计在多源数据融合和沉降机理分析等方面的前沿问题。     

时序InSAR水库大坝形变监测应用研究

合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar，InSAR）作为近年来迅速发展的空间大地测量新技术，具有监测精度高、范围大、空间覆盖连续等优点，是解决水利工程形变监测时空连续性问题的有力手段。针对时序InSAR水库大坝形变监测应用中存在的问题，结合环境特殊性和复杂性，研究适合实际需求的时序InSAR分析方法。广南水库的应用实践表明，时序InSAR方法可探测到坝体表面高质量的散射体目标并提取较高精度的形变序列，验证了其对水库大坝、防潮堤等水工建筑物进行形变监测的有效性。时序InSAR形变监测方法在水库安全状况普查及形变历史回溯中具有巨大的应用潜力。     

InSAR影像干涉相关性的遥感应用研究

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)是雷达微波遥感技术的一个新研究领域.以往InSAR遥感应用研究主要集中在通过利用雷达回波信号所携带的相位信息来获取地表高程信息方面.随着InSAR研究的不断深入,干涉相位相关性中所包含的丰富信息越来越受到人们的重视,其应用领域也在不断扩大.本文所提出的基于合成孔径雷达影像干涉相位相关性信息的SAR彩色图像合成方法就是在这一新兴领域上的一个研究尝试.它能将不同类型的地物以不同的颜色直观地显示在图像上,弥补了SAR图像在遥感应用上的不足.该方法非常适合林业资源监测等方面的遥感应用研究.     

基于 C 波段和 L 波段的 SBAS-InSAR 技术监测广州地面沉降

近10年来广州市频繁发生地面沉降、塌陷等地质灾害,造成巨大的生命财产损失,而且目前仍然在加剧。传统的监测技术如GPS、水准测量等难以开展大范围、高精度和高空间分辨率的地表沉降监测工作,而合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)正逐渐成为城市地表沉降监测的有效手段。文中采用短基线集(SBAS-InSAR)技术,通过17景ENVISAT/ASAR数据和21景ALOS/PALSAR数据,探测广州佛山地区2006—2011年的地表形变信息。将其与研究区内已有的水准测量数据进行比较,从而验证InSAR技术监测结果的可靠性。最后圈定了研究区的重点沉降区域并对沉降成因进行分析。     

基于InSAR技术的矿区沉降监测研究进展

介绍了合成孔径雷达干涉测量的原理和研究现状,探讨了InSAR技术在矿区沉降监测的局限性及其研究进展。基于时间序列的差分干涉测量技术能够有效地减弱多种误差的影响,提高可用数据的数量及其结果的质量,使多源数据的融合和多极化InSAR在沉降监测应用中有着较大的优势。     

Deriving time-series three-dimensional displacements of mining areas from a single-geometry InSAR dataset

This paper presents a method for deriving time-series three-dimensional (3-D) displacements of mining areas from a single-geometry interferometric synthetic aperture radar (InSAR) dataset (hereafter referred to as the SGI-based method). This is mainly aimed at overcoming the limitation of the traditional multi-temporal InSAR techniques that require SAR data from at least three significantly different imaging geometries to fully retrieve time-series 3-D displacements of mining areas. The SGI-based method first generates the multi-temporal observations of the mining-induced vertical subsidence from the single-geometry InSAR data, using a previously developed method for retrieving 3-D mining-related displacements from a single InSAR pair (SIP). The weighted least-squares solutions of the time series of vertical subsidence are estimated from these generated multi-temporal observations of vertical subsidence. Finally, the time series of horizontal motions in the east and north directions are estimated using the proportional relationship between the horizontal motion and the subsidence gradient of the mining area, on the basis of the SGI-derived time series of vertical subsidence. Seven ascending ALOS PALSAR images from the Datong mining area of China were used to test the proposed SGI-based method. The results suggest that the SGI-based method is effective. The SGI-based method not only extends the SIP-based method to time-series 3-D displacement retrieval from a single-geometry InSAR dataset, but also limits the uncertainty propagation from InSAR-derived deformation to the estimated 3-D displacements.     

Deriving 3D coseismic deformation field by combining GPS and InSAR data based on the elastic dislocation model

The density of GPS measurements is usually one of the key issues in resolving 3-D coseismic deformation field from integrating GPS and Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) measurements with pure mathematic interpolation methods An approach that combines the elastic dislocation model with the Best Quadratic Unbiased Estimator (BQUE) or a robust estimation method named IGG (Institute of Geodesy and Geophysics) is proposed to reconstruct 3-D coseismic deformation field, in which only a small amount of GPS data is needed to produce a reasonable initial 3-D coseismic deformation. Then the BQUE and IGG are used to weight the InSAR and GPS measurements to avoid computational issues caused by the negative variance problem and to decrease the impact from gross errors. The Wenchuan earthquake is used to test the proposed method. We find that the developed method makes it possible to use only a few GPSs and InSAR data to recover the 3-D coseismic deformation field, which offers extensive future usage for measuring earthquake deformation, particularly in some tectonically active regions with sparse GPS measurements.     

D-InSAR技术用于西安地区地面沉降监测的研究

InSAR技术是20世纪后期发展起来的一种新的测量方法,由于其具有能够实现全天时、全天候的对地观测,现已成为空间对地观测技术的研究热点。D-InSAR技术是在InSAR技术基础上发展起来的一种可以用来检测地面微小运动的新技术,其可以监测厘米级,甚至毫米级形变的精度。文中分析了D-InSAR技术用于形变监测中存在的误差及其减弱措施,并对该技术在西安地区的应用作了相应的分析。