InSAR技术及其在沧州地面沉降监测中的应用

随着城市建设的飞速发展,地面沉降危害日益显著,常规的测量方法尽管精度高,但是成本高、采样精度低、测量时间周期长,已经无法满足当今社会的要求。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)已成为测量地球表面变化极具潜力的技术,它可以大面积的采样、测量时间短,同时成本也很低。沧州地区至2001年沉降中心累计沉降量已达2236mm。文中介绍用合成孔径雷达干涉测量进行沧州地区地面沉降监测的试验,最后利用InSAR的差分技术得到的沧州地区的地面沉降监测结果,并据此得到一些初步认识。     

朔州市地面沉降监测及分析

为了加强对朔州市地面沉降区的治理,利用合成孔径雷达干涉测量技术结合收集采空区分布范围开展朔州地区地面沉降监测工作,通过沉降数据分析,总结出朔州市沉降趋势,显示朔州市存在明显地面沉降,为防灾减灾、环境保护和工程施工采取工程,使矿山地质灾害得到基本控制和综合整治。建立了地质灾害信息系统,实现对突发性地质灾害时空概率预警预报。并针对实践中存在的问题,指出了下一步解决问题的有效方法、措施,为朔州市地质灾害调查及防治提供了依据。     

基于InSAR的西安地面沉降与地裂缝发育特征研究

西安地区长期遭受地面沉降和地裂缝灾害。采用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术对该区域1992年至今的地面沉降和地裂缝的时空特征进行了监测。主要分3个阶段进行,在每一阶段尤其对InSAR处理过程中的干涉图滤波进行了迭代自适应处理和相位解缠进行了顾及粗差的改正,通过与同期水准和GPS监测结果比较可得InSAR精度达1cm。从3个时间段的InSAR成果可以看出在空间分布上,西安市的东郊和南郊是沉降严重的区域;从时间发育来看,最大沉降阶段发生在1996年,最大沉降量达21cm,而2006年的最大沉降量减少到8cm,且沉降中心转移到西南郊;3个阶段均探测到活动地裂缝两侧的不均匀沉降,地裂缝的南侧沉降均大于北侧。该研究将为西安地区地面沉降和地裂缝的解释和减灾提供数据支持。     

地下水资源科学管理与地面沉降系统控制——中国科学院院士薛禹群接受本刊专访

2010年12月23日,本刊编委、上海市地质调查研究院副总工程师李勤奋教授,本刊编委、上海市地质调查研究院副总工程师王寒梅高级工程师,本刊编辑部主任、上海市地质调查研究院总工程师办公室副主任龚士良教授,专程赴南京拜访了中国科学院院士、南京大学薛禹群教授,并围绕地下水资源管理与地面沉降控制作了专题访谈。     

D—InSAR技术在西安地面沉降监测中的应用

基于D—InSAR技术,对西安市因过量抽取地下水导致的地表缓慢沉降做了深入的应用研究,利用已有的西安地区SAR图像做了差分干涉测量的试验分析。结果显示,D-InSAR技术已经能够很好的应用于城市地区厘米级地面沉降的监测。     

新技术在城市地面沉降研究中的应用：遥感卫星雷达干涉测量（InSAR）

本文综述了遥感卫星合成孔径雷达（SAR）干涉测量及差分干涉测量的基本原理，针对近年来国外InSAR在地面沉降方面的研究成果，重点讨论了D－InSAR在国内大中城市进行地面沉降监测应用的可能性，对SAR数据的获取方法进行了阐述，并对这种方法目前的进展及未来应用前景进行了探讨。     

GeoWatch InSAR数据处理技术及在天津地面沉降监测中的应用

本文介绍了一种新的星载合成孔径雷达干涉测量数据处理技术（GeoWatch InSAR技术）,具有下述特点和优势：1.对城市和郊区农村全面连续覆盖,不仅包括建筑物,而且包括路面、广场、飞机跑道等其他地物和半植被覆盖的自然地区;2.合成处理多景/多波段/多模式/多极化/多轨道/多卫星平台的数据,从而缩短观测时间,提高精度和覆盖;3.所有结果为真正射投影图像,支持各种比例尺和范围的面状连续监测;4.支持ERS-1＆2、ENVISAT、ALOS PALSAR、JERS-1、RADARSAT-1＆2、TerraSAR、COSMO-SkyMed（CSK）和将来中国的HJ1小雷达卫星群。用此技术处理了天津地区的ENVISAT数据,得到了范围（抽样间隔）分别为100km×100km（50m×50m）、天津市（20m×20m）、廊坊市（15m×15m）及胜芳镇（7m×7m）的全面连续的地面沉降率图像,显示了它在地面沉降监测中的独特优势和应用前景。     

基于合成孔径雷达干涉测量技术的地面沉降研究综述

综述了合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的研究现状及其在监测地面沉降方面的优势和缺陷.与传统监测方法相比,InSAR技术在地面沉降监测方面主要具有全天候、大范围、高分辨率、高精度等优势,但在实际应用中则会产生去相关问题.探讨了利用该技术监测地面沉降的发展方向,认为应将InSAR与GPS及传统的水准测量等方法结合使用,合理利用各技术之间的互补性.     

山西清徐地裂缝形变的InSAR监测分析

山西清徐地裂缝是近年汾渭盆地中活动最为剧烈的地裂缝之一,对耕地、道路和建筑物均造成了严重的破坏。为了监测该地裂缝的活动特征并推测其活动原因,采用差分合成孔径雷达干涉测量技术对该区域的地表形变进行了面状监测。由于受农田覆盖导致的严重时间去相干的影响,本文采用2007年时隔仅为70d的两景Envisat ASAR数据进行了解算,获取了该时间段清徐地区的整体地表形变,特别是清徐地裂缝两侧的形变梯度信息。结果显示: 清徐地裂缝南侧有一个长轴约为2km的地面沉降区域。进一步通过两条平行于地裂缝的剖线和多条垂直于地裂缝的剖线对该地裂缝形变的空间特征进行了分析,结果显示: 清徐地裂缝南侧为主要的形变区域,地裂缝最大的影响宽度达100m,而且地裂缝的不同地段的活动强度也不同, 70d的最大差异形变达5cm。从地裂缝与断裂的空间来看,该地裂缝位置受到交城断裂的控制,而推测近年地裂缝的异常活动则源于地裂缝南侧沉降中心的出现。     

城市地质数字化转型的机遇与挑战——中国工程院院士朱合华教授接受本刊专访

2023年8月8日上午,中国工程院院士、中国数字地下空间与工程研究领域领军人物、同济大学特聘教授朱合华接受《上海国土资源》期刊的专访。朱院士围绕城市地质数字化转型面临的机遇和挑战发表了深刻见解。城市高质量发展需求正从外延式转向内涵式发展。在城市建设由地上向地下空间发展、注重品质和内涵的背景下,地质工作则应由“广”向“深”、由“有”向“优”发展。服务韧性城市和绿色低碳发展为城市地质数字化和智慧化转型带来了机遇。城市地质数字化转型的重要定位应为地下空间、资源开发和城市规划建设提供数字化、标准化的地质信息和模型支撑和构建开放共享的地质数字化平台。“采集数据难”“提取信息难”“形成知识难”是城市地质数字化转型面临的瓶颈。从地质信息的获取和使用过程入手,形成采集—传输—处理—表达—分析—服务的地质工程数字赋能范式是突破瓶颈的路径,新型的地质感知技术与装备、地质信息的智能提取、岩土与地下工程专业交叉融合是城市地质数字化转型的突破方向。在这样背景下,上海地面沉降防治需要通过建设多视角、高密度的地面沉降监测体系,构建城市数字孪生模型和开展动态的仿真分析来实现数字化转型,进而继续发挥示范和引领作用。     

D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用

重复轨道差分干涉测量(D-InSAR)技术在监测地表形变方面得到了深入的研究和广泛的应用。本研究将时间序列分析方法引入到差分干涉测量技术中,并和永久散射体技术相结合,提出一种基于PS点的差分干涉时间序列分析方法。该方法以干涉图上两个较近PS点的相位差为研究对象,能够消除大气相位延迟对差分干涉处理的影响。并将该方法应用在天津地面沉降监测实验中,获得了天津地区地面沉降数据和沉降分布图,取得了比较满意的结果。     

PS-InSAR技术在北京通州区地面沉降监测中的应用

地面沉降是通州区重要地质灾害,由此引发的地裂缝次生灾害现象严重影响通州区的发展建设.以TerraSAR-X卫星影像为数据基础,采用永久散射体干涉测量(PS-InSAR)技术获取通州区地面沉降2015—2018年监测数据,分析了通州区地面沉降时空分布特征以及地裂缝次生灾害的垂向形变特征.结果表明:(1)通州区地面沉降主要集中在西部和北部地区,形成了以通州城区—梨园—台湖为中心的西部沉降区和以永顺—宋庄为中心的北部沉降区,每个沉降区内又分布着多个小的沉降漏斗,在区域上具有不均匀沉降的特征;(2)宋庄地裂缝两盘各存在一个沉降漏斗中心,裂缝带沿线存在多个小沉降漏斗,由裂缝带向两侧沉降量逐渐增大,垂直裂缝带方向存在显著的沉降梯度变化,差异沉降特征明显,建议在宋庄地裂缝成因机理研究过程中考虑差异沉降对地裂缝形成的影响.     

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)在地面形变监测中的应用

运用合成孔径雷达干涉及其差分技术(InSAR及D-InSAR)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。对不同地区地面形变的最新研究结果表明，合成孔径雷达干涉及其差分技术在地震形变、冰川运移、活动构造、地面沉降及滑坡等研究与监测中有广阔的应用前景，具有不可替代的优势。 与其它方法(如GPS监测等)相比，用InSAR及D-InSAR进行地面形变监测的主要优点在于：(1)覆盖范围大，方便迅速：(2)成本低，不需要建立监测网；(3)空间分辨率高，可以获得某一地区连续的地表形变信息；(4)可以监测或识别出潜在或未知的地面形变信息：(5)全天候，不受云层及昼夜影响。但是由于系统本身因素以及地面植被、湿度及大气条件变化的影响，精度及适用性受到一定的限制，需要在实践中不断加以完善和提高，并与地质研究及其它方法相结合。 为了弥补传统InSAR及D-InSAR方法在地面形变监测方面的不足，提高其精度，近期引入了一种称为永久散射点(PS)的方法。此方法通过选取一定时期内表现出稳定干涉行为的孤立点，克服了许多妨碍传统雷达干涉技术的分辨率、空间及时间上基线限制等问题，使InSAR在城市及岩石出露较好地区地面形变监测精度大大提高，在一定的条件下精度可达到mm级。     

InSAR技术在监测煤矿区地面沉降中的应用

在安徽北部由于开采煤矿造成多处不同程度的地面沉降,利用卫星合成孔径雷达干涉（In—SAK）技术监测这些地面沉降的分布范围及幅度等信息,并分析其发展趋势是非常有必要的。     

InSAR技术在上海地面沉降监测中的应用研究

该文详细论述与分析了上海传统监测地面沉降方法及InsAR技术方法的特点,着重阐述了上海地区应用InSAR技术监测地面沉降的最新进展,通过介绍国外先进InSAR技术软件在上海地区的应用分析,与自主开发的InSAR技术软件在上海地区的应用进行对比,采用大量实测数据及多种评价方法对解译结果进行校正,由此得到一些初步认识.     

利用InSAR技术研究黄土地区滑坡分布

InSAR技术能够获取大面积、连续、高精度的地表垂直形变信息,可用来监测地震、火山、滑坡等自然灾害造成的地表形变。文章介绍了InSAR技术在监测陕北黄土地区滑坡中的应用,首先进行野外地质勘察和TM光学遥感影像解译,接着通过EnviSat SAR数据差分干涉处理,获取研究区干涉形变场,提取出滑坡位移量,最后详细分析黄草湾至董家寺沿线一带的滑坡变形范围,并划定出了4个有一定变形的重点监视区。     

基于时序InSAR技术的常州市地面沉降监测与分析

城市地面沉降不仅会对居民生命安全造成影响,而且也会给当地的社会经济造成损失。常州市位于长江三角洲地面 沉降区,也是我国经济最发达的地区之一。因此地面沉降监测是常州市掌握地面沉降的动态,为防灾减灾提供决策依据的 重要举措。本文采用SBAS InSAR 方法对2012-2013 年23 景TerraSAR-X 高分辨率雷达影像数据进行了地表形变的反演,获 取了该时间段常州地区年均沉降速率和时序地表累积形变图。结果表明,在整个观测期间,常州市呈现出“全区基本保持 稳定,武进区局部沉降严重”的特点。为此,我们利用PS-InSAR 技术对武进区的地面沉降进行了重点监测,发现该区多条 重要交通线路存在不同程度的地面沉降。最后我们结合历史监测结果和水文地质背景,揭示了常州地区近50 年地面沉降的 时空变化特征和规律。综合分析表明,地下水全面禁采后研究区地面沉降的确得到了有效控制,沉降速率减缓,甚至出现 了回弹。而武进地区的地面沉降虽然也在减缓,但仍然存在明显的地面沉降,一些重要交通线路的周边沉降已超过安全阈 值,有必要在常规监测的同时,对这些沉降严重的区域进行重点监测,并建立预警预报机制,在城市基础设施选址和规划 时提供决策依据。     

三峡库区范家坪滑坡地表形变InSAR监测与综合分析

位于湖北省秭归县的范家坪滑坡是长江三峡库区干流上的大型岩质滑坡之一。阐述了高分辨率合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)监测滑坡地表形变的工作方法与技术体系,采用22景3m空间分辨率的TerraSAR-X数据,辅以人工反射体布设和GPS测量,对范家坪滑坡变形进行监测,发现滑坡处在缓慢匀速变形状态,其谭家河滑坡体的形变比木鱼包滑坡体更为强烈,形变最大处的雷达视线向形变速率达到300mm/a。通过综合分析滑坡区2012年大气降雨和长江水位资料,发现年度内范家坪滑坡变形受水位变化和大气降雨影响微弱。     

D-InSAR在盘锦湿地地面沉降监测中的应用

采用二轨差分的方法,对湿地区的SAR数据进行配准、滤波、去平地效应、相位解缠、差分处理等处理,最后得到垂直形变图,实现了地表形变的监测.通过计算,得到东郭苇厂、欢喜岭和西八千乡3个沉降中心.3处沉降量分别为-169、-78和-105 mm.沉降面积方面,东郭苇厂（A）沉降面积为5.14 km2,椭圆形沉降区的长轴方向为北东-南西向.欢喜岭（B）沉降区面积为0.42 km2,平面形态近似圆形.西八千乡（C）沉降区面积为5.28 km2,椭圆形沉降区长轴方向为北东-南西向.