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。     

基于Sentinel-1和D-InSAR的地表沉降地理国情监测技术研究

为推进合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR,Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术在地表沉降地理国情监测中的应用,本文利用D-InSAR技术,以某矿区为研究对象,基于5景哨兵-1卫星(Sentinel-1)雷达影像,采用SARscape与Arc GIS软件相结合处理的方式得到了精准的成果数据,并结合实地水准观测结果对D-InSAR地表沉降监测的精度进行了对比分析。结果表明:利用D-InSAR技术进行地表沉降地理国情监测,具有较高的测量精度,且该技术具有大尺度连续覆盖能力、受天气干扰小、低成本等特点,在地理国情监测等相关领域有非常好的应用前景。     

某地铁区间盾构法施工监测分析

地铁区间盾构法施工监测是确保地铁区间施工安全的重要保障。在分析盾构隧道施工地表建（构）筑物沉降监测、建（构）筑物倾斜监测、裂缝监测、隧道管片隆沉监测、隧道管片水平收敛监测等监测内容、监测方法、监测频率及控制标准的基础上,结合某地铁区间盾构法施工监测工程实践,分析所获得的横向地表沉降、隧道管片沉降或隆起、净空水平收敛监测的结果,得到相应横向地表沉降、纵向地表沉降和沉降过程的规律,以及隧道管片沉降或隆起、净空水平收敛监测变形规律。     

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。     

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。     

基于高分辨率TerraSAR-X影像的PSInSAR地表形变监测

利用2011年10月—2013年7月间获取的37景TerraSAR-X高分辨率条带模式SAR数据,采用干涉测量点目标分析(interferometric point target analysis,IPTA)技术得到常州地区因工厂集中开采地下水所引起的地表沉降信息,即常州市武进地区有多处地表沉降,在2011—2013年间最大沉降速率为31.494 mm/a。通过与Envisat ASAR数据获取的平均沉降速率对比,说明TerraSAR-X数据不仅可以提高永久散射体(permanment scatter,PS)的点密度,而且能更好地描述散射体的细节变化和微量位移情况,体现出TerraSAR-X数据监测地表形变的优势。沈海高速公路常州沿线地面沉降的监测结果表明:TerraSAR-X数据在人工线状地物形变监测中具有广阔的应用前景;IPTA监测结果与水准测量结果具有较好的一致性,表明将IPTA技术应用于城市地表形变监测的正确性。     

InSAR地表沉降监测在豫北平原的应用研究

以华北平原(河南部分)为研究对象,采用短基线集InSAR监测技术,基于RadarSat-2雷达图像数据,以形变监测为需求,对该区域开展地表沉降监测,并分析其成因.整体反演沉降区与城市发展形成的地下水漏斗区、地热应用密集区以及濮阳油田开采沉降区的空间分布基本吻合,进一步证明人类社会活动是形成地表沉降的重要因素.     

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。     

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。     

在线监测技术在地质灾害监测中的应用

综合运用位移沉降监测、倾斜监测、降雨量监测等方法,对地质灾害点实时在线采集数据进行分析,得到地质灾害点的内部物理变化趋势,为相关部门制定相应的灾害防御和应急处置对策提供有利支持,防患于未然。实验表明,该联合监测方法能较快速准确地监测出受灾点的变化趋势,为预警分析提供了可靠信息,减少了野外巡查人员的工作量。     

多种监测方法在重大工程安全监测中的应用

对利用高精度全站仪、自动水位计等多种监测方法开展湖北国际物流核心枢纽花马湖水系综合治理工程施工以及运营期安全监测工作进行了研究;详细介绍了基坑、连通渠等不同监测对象采用的监测方法,并对监测结果进行了分析,实现了对项目安全施工的监测预警,消除了可能产生的安全隐患,能为同类项目安全监测提供监测经验和参考依据。     

全自动化监测系统在地铁运营监测中的运用

随着地铁建设的发展,地铁在运营过程中,极易受周边施工的影响,对地铁安全运营构成威胁.在运营地铁保护区范围内施工,为保证地铁安全需进行地铁运营监测.由于地铁运营监测对监测效率和时效要求较高,传统的监测手段无法满足地铁运营实时监测的要求.全自动化监测系统能在地铁运营期间提供及时准确的监测数据,保证施工期间的运营安全.本文介绍地铁全自动化监测系统的主要监测方法以及在实际工程中的运用,结合实际监测数据分析表明全自动化监测系统能高效完成地铁运营监测工作,值得进一步推广和应用.     

路基沉降监测中几种监测方法的应用

某高速公路工程是北京地区高速公路修建中地质条件复杂的工程之一,我们对本工程重点路段进行了施工期和工后变形监测。在整个工程监测中我们采用了横剖测试法、沉降板测量法和分层沉降法等几种监测方法进行了路基沉降监测。这几种监测方法也都体现出了不同的特点,下面对几种监测方法在工程应用中的区别、特点进行分析总结,希望对类似工程的方法选择和设计优化有所帮助。     

广域差分GPS监测站的完备性监测

介绍了广域差分 GPS系统中监测站的监测作用 ,研究了监测站单点差分定位的方法 ,讨论了监测站粗差的检验及其分离的理论和数学模型 ,最后应用广域差分 GPS99’陆基长距离实验进行了数据的处理     

广域差分GPS监测站的完备性监测

介绍了广域差分 GPS系统中监测站的监测作用 ,研究了监测站单点差分定位的方法 ,讨论了监测站粗差的检验及其分离的理论和数学模型 ,最后应用广域差分 GPS99’陆基长距离实验进行了数据的处理     

ADMS测量监测系统在地铁既有线隧道监测中的应用

地铁隧道的近接施工会对其结构造成影响,产生变形,严重时会对行车安全造成重大威胁。本文利用ADMS测量监测系统对既有线地铁隧道进行自动变形监测,具体介绍了三维极坐标的测量原理和点位精度分析方法、阐述了观测值的实时差分改正模型、描述了ADMS测量监测系统的组成及其配置,并且采用ADMS测量监测系统成功实现了对既有地铁线路结构的高精度、高效率、全天候、自动化变形监测,具有较高的社会效益、经济效益和广泛的发展前景。     

Pseudo-Satellite Applications in Deformation Monitoring

In this article, three general classes of potential pseudolite applications for deformation monitoring are described. The first is GPS augmentation with pseudolite(s), which is suitable for circumstances such as urban canyons, or for monitoring in valleys and deep open-cut mines. The second is indoor applications of pseudolite deformation monitoring systems. Pseudolite arrays can, in principle, completely replace the GPS satellite constellation. This could extend the “satellite-based” deformation monitoring applications into tunnels or underground, where GPS satellite signals cannot be tracked. The last case is an inverted pseudolite-based deformation monitoring system, where a “constellation” of GPS receivers with precisely known “orbits” track a mobile pseudolite. The system consists of an array of GPS receivers, the base reference pseudolite, the mobile pseudolite, and a central processing system. However, in the case of such pseudolite-only or hybrid pseudolite-GPS deformation monitoring systems, some additional issues need to be addressed. These include multipath, atmospheric delay effects, and pseudolite location-dependent biases. To address deformation monitoring applications, some practical procedures to mitigate or eliminate their influence are suggested. Some experiments were carried out using NovAtel GPS receivers and IntegriNautics IN200CXL pseudolite instruments. The experimental results indicate that the accuracy of the height component can indeed be significantly improved – the RMS of the vertical component has been reduced by a factor of 4, to the same level as the horizontal components. Their performance will be demonstrated through case study example. ? 2002 Wiley Periodicals, Inc.     

地理国情监测在抚顺市林业资源监测中的应用

开展地理国情监测工作,不仅是加快生态文明建设、催生阳光透明政府的迫切需要,也是促进科学管理决策的迫切需要.本文结合实际生产项目,介绍了地理国情监测在林业资源监测中的应用,详细阐述了监测的技术方法、实施步骤和提交的成果.实践证明,本项目充分利用了现代测绘技术,将林业资源监测做到了实处、细处,监测成果客观、真实、实用.     

CORS在地震监测中的应用

探讨了连续运行参考站系统(continuously operating reference stations,CORS)在地震研究中的应用模式.利用距东源县震源100 km内的8个广东省CORS基准站,分析了东源县连续地震对广东省CORS框架的稳定性影响.提出了在地震区域布设从工作基点到基准点,再到CORS基准站,“逐级适应”基准的变形监测网的设想,实现对地震区域的有效监测及基准维护.