Spatial-Temporal Ground Deformation Study of BaotouBased on the PS-InSAR Method

Ground subsidence is an emerging geological hazard in Baotou,Inner Mongolia.Four areas of Baotou with relatively large subsidence range and rate were selected for analysis.Focusing on investigation of ground subsidence using PS-InSAR technology,a total of 43 frames of ALOS PALSAR images yielded a SAR data span from December 2006 to January 2011,allowing ground subsidence scope,subsidence velocity,time-series deformation to be obtained.Major causes and influencing factors of the ground subsidence are closely related to soft soil consolidation and compaction and the decrease in the level of groundwater caused by increased development and utilization of groundwater.     

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基于PS-InSAR技术的黄土大厚度挖方区回弹变形规律分析

以陕北某湿陷性黄土大厚度挖方地基工程为研究对象，采用PS-InSAR技术对2018-10—2019-11间获取的16景TerraSAR-X卫星影像进行处理，获取了湿陷性黄土挖方区回弹变形信息，总结了大厚度挖方区时序回弹变形特征。结果表明，由于上部土体应力卸载，在开挖区域存在地基土回弹变形现象，选取的高密度PS点变形信息较好地反映了研究区的真实变形情况，回弹变形范围与开挖边界吻合，另外挖方厚度越大，土体开挖引起的回弹变形越大；在开挖完成后的1年监测时间内，回弹区变形量随时间呈线性变化，在最大开挖厚度处，产生最大回弹量为29.3 mm；此外，PS-InSAR技术监测到的变形量与实地水准结果吻合性较好，表明该技术在黄土大厚度挖方区回弹变形监测中具有较好的应用效果。     

An iterative PS-InSAR method for the analysis of large spatio-temporal baseline data stacks for land subsidence estimation

South-west of Tehran, the capital city of Iran, is subjected to a high deformation rate due to excessive groundwater extractions. Persistent Scatterrer SAR Interferometry (PS-InSAR) technique is used to monitor Tehran’s deformation. Three time series data including two Sentinel-1A (S-1A) spanning from 2014 to 2017, and an ENVISAT-ASAR data stack spanning from 2004 to 2010, are analyzed. The PS-InSAR technique does not perform well on ENVISAT-ASAR due to poor selection of PS points induced by large perpendicular baselines and strong temporal decorrelation of the dataset. In this paper, a novel Iterative PSI method (IPSI) is proposed to increase the PS points which are lost in PS-InSAR technique because of the unsuccessful derivation of the absolute phase value due to an integer ambiguity. The method selects PS points based on simultaneous analysis of their amplitude and phase. Results demonstrate that the density of PSs has been increased by about 4.5 times. Line of Sight (LOS) velocities obtained from both S-1A and ENVISAT-ASAR data analysis are highly compatible with each other, indicating the reliability of the both applied methods. The maximum cumulative displacements are estimated as 39.6 cm and 88.4 cm for Sentinel-1A and ENVISAT-ASAR datasets respectively. Moreover, the subsidence area has grown in the period between the data acquisition time. The methods are successfully validated by subsidence rates obtained from precise leveling and GPS observations.     

基于PS-InSAR、精密水准等技术的沈阳地区地面沉降研究

为了掌握沈阳地区地面沉降状况,在充分搜集研究沈阳地区国家精密水准测量成果和不同时期1∶50000地形图成果的基础上,采用永久散射体干涉测量（PS-InSAR）技术,对沈阳地区地面沉降进行深入研究.结果表明,沈阳地区在1984年以前基本稳定,1984年以后地面沉降逐步发展,2007年以后地面沉降发展迅速,局部地区已经发展为地面沉降严重区.     

基于PS-InSAR和GIS的北京平原区建筑荷载对地面沉降的影响

北京平原区地面沉降问题日益突出,成因复杂,既包括人为地下水开采和城市建筑荷载作用,又包括自然土体固结和活动构造影响。地下水开采和建筑荷载是重要的驱动因素。如何提取区域尺度建筑载荷,评价其对地面沉降影响,是地面沉降灾害防治工作需要开展的重要环节。本文以简化后的容积率表征建筑载荷,首先利用PS-InSAR技术获取研究区地面沉降信息,然后使用GIS空间分析的方法提取出同等地下水开采影响下的不均匀沉降分布,其次采用阴影长度法提取了研究区建筑体高度,最终结合空间分析和回归分析方法研究建筑容积率与地面沉降之间的关系。主要研究结论：① 北京地区地面沉降比较严重,沉降速率大于30 mm/a的区域占比21.08%;② 地下水开采同等影响下的不均匀沉降区呈H形分布于平原区中部和北部;③ 阴影长度法能够较准确的评估出建筑容积率,可用于区域尺度静载荷的提取与分析;④ 在地质条件相似、水位变化相同的局部区域内,地面沉降速率与建筑容积率具有一定相关性,但相关系数较低。     

基于InSAR的城市地下轨道交通沉降与灾害监测

城市地铁建设会对邻域造成地质环境损伤，甚至发生灾变。传统基于点位测量的方法在实际应用过程中存在野外作业周期长、受天气影响及耗费大量人力物力等缺点。因此，本文基于城市地下轨道交通安全施工中的应用需求，以天津市地铁五号线为例，利用27景TerraSAR数据和PS-InSAR时序监测方法，对地下轨道交通地铁站和隧道施工影响进行了监测和评估。结果表明，PS-InSAR能在施工期间监测到地铁线及周边的形变，有利于城市轨道交通全生命健康监测。     

基于PS-InSAR和SBAS-InSAR技术的北京地区地面沉降对比分析

为了弥补传统D-InSAR技术的不足,本文应用PS-InSAR、SBAS-InSAR技术对北京地区的29景SAR图像进行时序分析,得到研究区的沉降信息,并对比分析了两种技术所获得的结果。结果表明,PS与SBAS所得到的结果具有很高的一致性,且与北京市地面沉降的监测结果相符。因此,研究利用InSAR技术监测地面沉降具有很高的研究价值。     

应用雷达干涉技术的交通设施形变监测研究

针对常规测量手段耗时、费力,难以快速完成大型交通设施的形变监测的问题,该文开展了基于高空间分辨率SAR影像的PS-InSAR在大型交通设施形变监测方面的实验研究:选取2009—2010年间27景3m分辨率的TerraSAR-X数据,采用PS-InSAR技术提取了天津市西部城郊结合区内主要交通设施及沿线区域的地表形变信息。结果表明:利用高分辨率SAR影像监测公路、铁路等交通设施时,可以提取高密度的PS监测点;提取形变信息与水准观测值相互吻合;研究区域存在几个较大的沉降中心,使得一些交通设施在部分路段沉降较大。