郑州市地面沉降InSAR监测

针对地面沉降长期作用将会对城市建筑物、防洪排汛系统、地下线性管道,以及地铁、铁路等线性城市基础设施造成破坏,直接威胁人民生活及工业生产安全的问题,该文联合永久散射体雷达干涉测量和短基线雷达干涉测量技术,基于郑州市2012年至2013年的15景TerraSAR-X影像,提取了郑州市地面沉降场,并分析了郑州市地面沉降的原因及时空变化特征。研究区发现了4个沉降较显著的区域,均处于大型地表地下建设以及建筑物密集区,最大沉降量达到-48.66mm。结合研究区地质条件、地表环境以及已有研究成果分析表明,监测出的郑州市沉降区域是合理的。该监测成果同时验证了联合永久散射体干涉测量与短基线干涉测量方法监测城市地面沉降的有效性。     

郑州市地裂缝遥感识别与监测

根据坡度分析在灾害防治与水土保持工作上的应用,提出了以IPTA技术获取的地面沉降速率图为数据源,利用地面沉降坡度分析开展地裂缝遥感识别;以郑州市为研究区,根据地面沉降坡度分析识别出的目标区,在郑州市区首次发现因差异性地面沉降造成的地裂缝,实地调查发现该地裂缝东西长约2 000 m,已经造成附近10余处建筑物受损,监测结果表明该地裂缝存在明显的三维形变;实地调查和监测结果证明,地面沉降坡度分析不仅可以用于地裂缝的识别,也能用于地面沉降危险性分区,对地质灾害防治减灾有一定的指导意义。     

时序InSAR郑州地铁沿线地面沉降分析

针对郑州市地铁网络缺少长时间序列的地面沉降研究,本文基于永久散射体合成孔径雷达干涉测量PS-InSAR（Persistent Scatterers Interferometric Synthetic Aperture Radar）技术生成的长周期地面沉降数据分析了郑州市地铁沿线地面沉降的时空特征,并通过反距离内插等距化处理,基于长短期记忆网络LSTM（Long Short-Term Memory）模型对典型地铁站点地面沉降进行了预测与分析。研究结果表明：空间上,沉降路段主要集中在1号线和5号线的东段,最大沉降速率超过20 mm/a,且1号线沿线不均匀形变较为突出;时间上,不同区域PS点在时间序列上的变化有较大不同,沉降槽中心处沉降呈逐年扩大趋势。实验表明LSTM模型具有较高的预测精度,预测发现1号线市体育中心站南边河南省档案馆新馆北侧未来两年里仍将以大约0.5 mm/月的速率继续沉降,有必要对该站及其附近继续监测。     

基于离散沉降观测的城市地面沉降监测

由于离散观测点沉降数据无法全面反映城市沉降状况,探讨了利用大量离散观测点沉降观测数据进行城市地面沉降监测的方法。设计了利用大量沉降观测数据进行空间插值计算的城市地面沉降监测技术流程;提出了基于交叉验证的城市地面沉降空间内插模型的选取方法;并以某县级市为例,利用该方法对城市地面沉降进行了计算和可视化。结果表明,该方法有效可行,操作性高,具有广泛的应用前景。     

采用SBAS-InSAR技术监测郑州城区地面沉降

为长期有效监测郑州市地表沉降,本文采用SBAS-InSAR (Small baseline subset-Interferometry SAR)技术对29景覆盖郑州城区的Sentinel-1A影像数据进行处理,获得了郑州城区2015.04-2017.03地面沉降速率与累积沉降量。试验表明,郑州中心城区地表稳定,其余区域普遍存在地面沉降现象,主要沉降区为研究区西北部、北部、东部,下沉速率大部分位于0.6 mm/a-6 mm/a区间范围内,其沉降中心分别位于城区西北惠济区与城中金水区,最大下沉速率约为27.4 mm/a,最大累积下沉量约为70.4 mm,该试验结果为郑州城市规划建设提供参考。     

结合InSAR和独立成分分析的衡水市地面沉降研究

针对地下水的过度开采容易导致地面沉降问题,为了更好地管理地下水开采,防控地面沉降,该文结合使用了InSAR时序数据和ICA方法,将衡水市部分地区2017—2020年地面沉降分解为3个模式,并结合地下水等数据对独立成分的时空特征进行分析。通过IC时间序列与地面沉降序列较高的相关系数(0.98、0.74和0.84以上),验证了独立成分时间序列与地面沉降的一致性;通过各分量的贡献占比,可知地面沉降的主导成分;IC3与地下水的相关系数(0.9以上)表明IC3受到地下水变化的控制。实验结果表明,研究区地面沉降有长期沉降、城市生活和工业用水引发的沉降以及季节性沉降3种沉降模式,其中长期沉降为地面沉降的主导成分,季节性沉降与冬小麦-夏玉米的耕作制度有关。     

时序InSAR技术的潍北平原地面沉降分析

针对潍北平原地区较为严重的地面沉降灾害,该文通过长序列地面沉降监测资料全面掌握了该地区地面沉降现状,为该地区地面沉降的预防治理提供科学依据.该文利用SBAS-InSAR技术对潍北平原地区2017年8月-2019年10月期间的Sentinel-1A数据进行了处理.基于水准测量数据对监测结果进行验证,获取了该区域的地面沉降时空分布特征,对沉降典型特征点的时序形变特征进行了分析,研究了地面沉降与地下水之间的相关性.结果表明:2017-2019年间最大沉降速率超过50(mm·a-1)的区域主要包括寿光市羊口镇、营里镇、侯镇,寒亭区大家洼镇、央子镇以及昌邑市龙池镇;地面沉降受地下水超采的影响较为显著,地面沉降漏斗与深层地下水降落漏斗分布特征基本一致.     

浙江平原时序InSAR地面沉降监测

针对浙江省地面沉降监测需求,研究利用时序InSAR技术进行浙江省平原区地面沉降监测的技术流程。以上虞区块为例,反演得到上虞地区2013-2014年度地面沉降信息;结合同期外业水准测量数据,在传统点-点、点-面验证基础上,提出点-线验证方式,将几种分析评价方法进行了对比,对InSAR地面沉降监测精度进行评价分析;最后结合外业实地调查的情况,证明了InSAR技术监测大范围地面沉降分布状况和发现区域沉降中心的有效性和精确性。     

地下水开采与地面沉降关系的短基线集分析

针对传统地面沉降监测手段阻碍了地下水的开采控制及其相关研究这一情况,该文基于短基线集时序分析方法提取了天津市平原地表形变信息。首先根据合成孔径雷达干涉结果分析了天津市地面沉降分布特征,然后定量研究了地面沉降漏斗分布特征,最后以北辰区为例将实测地下水降落漏斗与地面沉降中心进行耦合。结果表明:天津市地面沉降产生主导因素为超量开采造成的地下水位下降,两者直接相关;地下水超采区内的地面沉降中心与地下水漏斗中心大致吻合,并有整体稍向西北方向偏移的趋势,原因可能为地下水开采后,受岩土的厚度与性质控制,其软土层固结速滞后于地下水位的水头变化。     

基于熵和转移矩阵分析北京地铁15号线地面沉降时空特征

首先基于PS-InSAR技术获取地铁15号线地面沉降信息,采用信息论方法计算研究区2003-2019年的熵值,然后通过转移矩阵分析地面沉降的转化规律及其与熵值变化的关系。发现2003-2020年,研究区受地质构造影响差异沉降明显,年均地面沉降速率区间为[-100.17,1.19]mm/a;2016年前信息熵不断增加,地面沉降差异性较大,之后信息熵逐渐降低,沉降一致性较好;熵值大小与地面沉降的发育程度有关,沉降严重区熵值较高,沉降稳定区熵值较低;熵值增大时各沉降类型的转出率高,此时地面沉降系统不稳定,熵值减小时各沉降类型的转出率低,沉降系统较稳定。     

基于SBAS时序分析的大同地面沉降与地下水活动研究

大同盆地是汾渭盆地北端一个地面沉降较严重的区域,地下水开采是该区域地面沉降发生的一个重要原因。然而地下水活动与地面沉降在空间和时间的相关性却鲜有研究。为了掌握该地区地下水活动与地面沉降的内在联系,该文基于Envisat ASAR数据,利用短基线集(small baseline subset,SBAS)-In SAR技术对大同盆地地面沉降形变特征进行监测;同时利用地下水位监测数据,研究地面沉降中心与地下水位漏斗在空间和时间上的对应关系,定量分析2处地下水位波动与地表形变的关系。研究表明,地下水开采是大同盆地水源地地面沉降的主要原因,但并非所有的地下水位漏斗都存在地面沉降。该研究成果对指导该地区地下水开采及控制地面沉降有一定参考价值。     

宝坻原点的变化及天津地面沉降监测结果的订正

<正> 一、宝坻原点的以往运动趋势 1992年天津地面沉降监测发现,以宝坻原点为基准计算的天津市地面沉降出现大幅度和较大范围的回升,其中李七庄一带相对于1991年上升了近20毫米。为了查明这一现象的实质,我国对宝坻原点的变化进行了分析研究。基本方法是将天津地面沉降监测网与华北地区的地震网联结起来,从大范围的监测网来考察评价宝坻原点与天津市地面沉降监测网中其它一些基准点的运动和变化。     

京津高铁沿线地面沉降特征(北京段)

针对京津高铁(北京段)存在的地面沉降问题,采用时序合成孔径雷达干涉技术获取研究区2010—2015年间地面沉降信息,结合地下水实测数据,采用交叉小波的方法探讨不同层位地下水位变化与地面沉降的关系,最后结合研究区内可压缩黏土层分布情况分析地面沉降与可压缩黏土层厚度的关系。结果表明:研究区年均沉降速率最大值为121 mm/a;地面沉降滞后承压水位变化9～10个月,滞后潜水位变化4个月;位于同个冲洪积扇控制范围的地面沉降速率随可压缩黏土层厚度的增加而增大。本研究对于科学有效防控不均匀地面沉降对线状地物的损害具有实用意义。     

利用GRACE数据进行京津冀地区地面沉降与地下水耦合分析

地下水的过量开采已导致京津冀地区出现严重的地面沉降,为了分析地下水与地面沉降之间的耦合关系,首先利用GRACE-FO数据与GLDAS数据反演出京津冀地区2016—2019年地下水变化时序;然后利用MCTSB-InSAR技术反演出该地区同时段的沉降变化时序。通过试验分别获取地下水与地面沉降的差分变化序列和变化趋势线,并引入非弹性存储系数分析地下水对地面沉降影响力的变化规律。结果表明:①当地下水迅速升高或降低时,地面沉降速率减小或增大;当地下水持续升高时,地面沉降接近停止。②沉降越严重的区域,地下水与地面沉降变化趋势的相关性越强。③由地下水变化引起沉降的能力,随沉降等级升高而变大,且该能力在不同沉降等级中随时间变化的趋势也不同。     

AM-LSTM网络的北京平原东部地面沉降模拟

基于传统数值方法构建的地面沉降模拟预测模型需要大量的水文地质数据和实测数据,对于地质条件复杂地区的形变模拟预测难度大。本文基于PS-InSAR技术获取的北京平原东部地区的地面沉降信息,综合考虑不同层位地下水水位对沉降的影响,采用基于注意力机制的长短时记忆网络（AM-LSTM）对不同沉降发育地区典型位置处的地面沉降进行模拟。结果表明：（1）研究区地面沉降空间差异性明显,2010年11月—2016年8月最大沉降速率约153 mm/a,累计沉降量达到1063 mm,位于朝阳区三间房乡附近;（2）基于AM-LSTM模型的模拟精度优于传统LSTM模型,本次模拟精度最高提升了22%;（3）AM-LSTM模型注意力权重表明,第二承压含水层水位对地面沉降贡献最大。本次研究能够为地面沉降防控提供可靠的技术支撑。     

地面沉降的灰色Verhulst模型及其应用研究

本文将灰色Verhulst模型引入地面沉降的研究之中,根据某地面沉降观测点的近20年数据建立地面沉降发展模型,并运用所建立的模型对地面沉降的发展态势进行了预测。     

建立杭州市区地面沉降观测网浅析

本文叙述了杭州市区的水文、地质概况和历年来发生的地面沉降状况以及国内、外现代化城市建立地面沉降状况以及国内、外现代化城市建立地面沉降观测、研究的简况。从而进一步说明建立地面沉降观测网的必要性和迫切性。最后,提出了建立杭州市地面沉降观测网的构思,从技术、措施、经济等方面较为全面地阐明了建网的设计方案。     

利用永久散射体雷达干涉技术进行太原市地面沉降监测

城市地面沉降问题日益突出,传统的水准等地面沉降监测手段成本高、效率低,在地面沉降监测技术创新上,最近发展的永久散射体雷达干涉技术（PSInSAR）具有低成本、大面积和高精度的优势。本文利用2003.08~2010.09年间的39景覆盖太原市的Envisat ASAR影像,基于斯坦福大学Andy Hooper开发的StaMPS PSInSAR方法获得该时期太原市的地面沉降速率图。研究结果表明：1）该时期内太原市存在下元、吴家堡、小店、孙家寨和刘家堡5个较为明显的沉降中心;2）老沉降中心万柏林、下元、吴家堡沉降速率趋缓,北部西张部分地区还出现反弹现象。3）原有沉降中心沉降速率的变化说明,太原市采取的“关井压采”及“引黄入晋”等措施对地面沉降的控制取得初步成效。     

融合多源地面沉降监测数据的理论与方法研究

以多源地面沉降监测数据为研究对象,通过多源数据融合方法的研究,力图为多源地面沉降监测数据融合处理提供参考。文中认为多源地面沉降数据融合应采用预处理、融合计算以及插值计算等方法,解决多源数据融合的问题,使融合后的数据能较好地解决单一地面沉降数据的缺点,融合后的地面沉降数据拥有了多源数据的优点,对地面沉降预测提供更加准确丰富的数据基础。     

城市地面沉降监控统计模型研究

城市地面沉降监测是保护人民生命财产、减少经济损失的重要手段。详细阐述地下水位变化、孔隙水压力变化和地面荷载变化对地面沉降的影响,分析这些因素的影响机理;应用回归分析原理,建立城市地面沉降监测统计模型,并结合实测数据,分析验证该模型的精度。