煤矿区沉降与遥感监测方法探讨

以晋城市煤矿区沉降研究为例,介绍了应用遥感图像调查与数字高程模型相结合的方法进行煤矿区沉降研究及监测。监测结果表明,沉降区主要集中在该区域的西北部,沉降区面积较大,沉降原因是大矿开采3#煤层,导致地面沉降,只有2处沉降由小煤矿开采9#煤层引起。经验证,具体位置虽有差异,但沉降区基本与实际吻合。依据当前合成孔径雷达干涉测量技术的发展,对煤矿区遥感综合监测方法进行了讨论。     

孕震区震前D-InSAR干涉形变场动态演化图像分析

采用D-InSAR技术获取了1997年11月8日西藏玛尼地震前3期地表干涉形变场时空演化图像。通过对干涉形变场图像进行分析,得到了震前积累形变场时空演化特征与震源破裂面闭锁之间的对应关系。结果表明:玛尼地震前10个月孕震区地表形变场就开始出现了与发震断层性质一致的变化趋势———左旋扭动,且随着发震时间的临近,南盘形变加剧,形变中心向E进一步扩展。南盘变形量明显大于北盘,南盘为主动盘。到震前2个半月,断层两盘的闭锁进一步加剧,有随时破裂的可能。从震前1996年4月16日到震前2个半月之间,南盘局部累计扭曲变形量达344mm     

巴姆地震变形场和应力场：Ⅰ．用差分干涉雷达和Okada方法求解

本文对2003年12月26日伊朗东南部克尔曼省巴姆地区发生的6.6级地震产生的位移场、应变场和应力降分布进行了定量研究。首先从差分干涉雷达(D～InSAR)出发,求解出此次地震的同震干涉条纹和雷达视线方向的位移场,并从雷达干涉的相干图上清楚的观察到了发震断层的痕迹,得出此次地震的发震断层是巴姆断层以西的隐伏断层的结论。然后结合 Harvard 的 CMT(震源机制解)结果、Nakamura 的断层结果(Arg-e-Bam 隐伏断层)以及本文 D-InSAR 求解出的发震断层结果,利用 Okada 程序,计算出此次地震的北、东、垂向三个位移分量,投影得到雷达视线方向的位移,将投影结果与由 D-InSAR得到的位移场比较,看到我们所讨论的断层模式可以很好的解释差分干涉雷达的观测结果,可以合理的解释 Arg-e-Bam 隐伏断层为此次地震的发震破裂断层,通过分析地震的破坏程度分布图,隐伏断层为发震断层的解释可以很好的符合巴姆地震的等震分布图。最后,本文利用 Okada 程序计算得到了此次地震所产生的应变场和应力降场。     

D-InSAR技术用于震后地表形变监测

简要介绍了干涉合成孔径雷达测量原理以及二轨差分处理流程，利用D—InSAR技术和ENVISATASAR雷达影像数据，获取了巴姆地区震后一个月期间的形变场，得到了形变等值线图和最大形变处剖面图，通过对震后形变场深入分析与解译，分析研究了地震造成的地壳运动。这些结果有利于分析地震后地壳运动趋势、幅度以及进行震后灾害估计。     

D—InSAR三轨法监测城市地表沉降的研究

差分干涉测量（DInSAR）技术是合成孔径雷达（SAR）卫星应用的一个拓展。雷达图象的差分干涉可用于监测厘米级或更微小的地表形变，以揭示许多物理现象，如地震形变、火山运动、大气变化、冰川漂移、地面沉降以及山体滑坡等。实验选取典型的上海市地面沉降场作为研究对象，使用三幅欧洲空间局ERS1和ERS2的C波段数据，采用三轨法，成功提取了上海市相隔20个月的地面沉降图。     

D-InSAR技术的积雪深度反演

积雪深度是大量气候、水文、农业及生态模型的重要输入变量。选用欧空局Sentinel-1主动微波数据,利用合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)差分干涉测量技术的二轨法,根据积雪相位与雪深之间的转换关系,反演新疆天山中段的巴音布鲁克盆地典型区的积雪雪深分布,提出了基于InSAR二轨差分的雪深估计方法,反演得到2016年12月18日的空间分辨率为13.89 m的雪深分布。研究表明:(1)对Sentinel-1数据进行正确的预处理以后,可以应用SAR差分干涉测量技术的二轨法反演区域雪深分布。但由于像对相干性和积雪状态的差异,积雪深度超过10 cm,可以获取较准确的雪深反演结果,R=0.65,反演误差的均方根误差RMSE=4.52 cm,平均相对误差为22.42%,反演雪深结果均比实测结果略偏低;而当雪深小于10 cm时,雪深反演值较实测值存在较大的误差,相对误差均高于34.52%,且反演雪深值均比实测值偏高。(2)雪深反演精度受高程及实际雪深的差异影响显著,另外雪深反演精度也受限于干涉像对相干性。结果表明,对于获取区域积雪雪深,InSAR技术较光学及被动微波遥感具有非常广阔的应用前景。     

Co-seismic ground deformation and source parameters of Mani M7.9 earthquake inferred from spaceborne D-InSAR observation data

In recent ten years, Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (D-InSAR) has become a major technique of space-based geodesy together with GPS, VLBI and SLR. Interferometric Synthetic Aper-ture Radar (InSAR) has many advantages, such as all-weather, all-time, strong stability and dynamic survey property, and no requirements for ground sta-tions. In particular, the surveying results by InSAR can cover a large range of the ground deformation field in succession and has gr…     

IPTA监测圣佩德罗湾港口地表时序沉降

常规D-InSAR技术已成功应用于由于火山、地震等引起的地表形变监测,然而受时间失相干和大气延迟等影响,该技术监测地表沉降形变的精度只能达厘米级。本文以美国圣佩德罗湾港口为研究对象,采用干涉点目标分析(IPTA)技术,选用二维线性相位模型对时序差分干涉相位图迭代回归分析,逐次去除大气延迟、DEM误差以及噪声等的影响,最终提取出准确可靠的形变序列相位信息。结果证明IPTA技术对长期微小的地壳累积形变探测具有广阔的应用前景,而且IPTA技术在实现效率和数据存储方面都优于常规的PS-InSAR。     

轨道误差对InSAR 数据处理的影响

轨道参数是InSAR 数据处理中一个重要的参数,对从最初的图像配准到最后的高程值或形变值图像生成都有着重要的影响.含有误差的轨道参数造成基线误差以残差条纹的形式存在于干涉图中.完全去除残差条纹要求轨道绝对精度低于1mm,目前的定轨精度远不能满足要求.这里推导了轨道误差和残差干涉条纹的关系,分析了轨道误差对高程值和形变值影响的特点,提出采用二次多项式拟合的方法去除残差干涉条纹,并以巴姆地区的 ENVISAT 数据证明了提出方法的有效性.     

现代变形监测技术的发展现状与展望

本文对现代变形监测技术从空间、地面、地下三个方面的最新发展入手,综述了各技术目前的应用现状,客观分析了测量机器人、GPS、三维激光扫描、光纤传感器、D-InSAR等技术在变形监测领域应用的特点、优势与不足。提出了随着现代通讯网络技术和G IS技术的发展,变形监测将逐步实现数据获取的自动化,监测设备多层次的集优化,变形数据分析与预警的信息化。