雷达差分干涉测量及其在地表沉降中的应用与展望

阐述了雷达差分干涉测量(D-InSAR)的基本原理,概括了国内外目前应用比较广泛的D-InSAR模型,针对长时间序列的城市地表沉降监测,应用较多的是基于相干点目标选择,相关的技术包括PSI、SBAS、CRT、CTA。通过多景数据的套合达到消除大气误差相位的目的。进一步总结了相关D-InSAR技术在地表沉降方面的应用进展。相关研究表明,D-InSAR技术能够应用于城市地表沉降监测,并且能够达到较高精度,逐步形成了完善的理论体系和技术处理流程。而且随着技术的发展,监测的时间尺度也在不断扩大、进一步拓展D-InSAR的试验区域。多种数据的结合和补充、方法的有效结合以及与传统的GPS、水准仪测量方法的结合是今后进一步关注的焦点和研究重点。     

基于SBAS-InSAR技术的武安塌陷区形变监测分析

武安市铁、煤等矿产资源的大量开采导致区内地面塌陷严重.该文采用小基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术,对武安市2016年10月-2017年3月与2017年10月-2018年3月各15景Sentinel-1A影像数据进行干涉与反演,分别提取两时段的地表累积形变量.结果发现:1)反演塌陷区的分布范围与固镇—武安—矿山—綦村成矿带和鼓山—洪山—新城成矿带相一致,呈典型的带状分布;2)对比两时段形变量,塌陷区的最大和平均形变量均出现降低,表明研究区地面塌陷有向好发展趋势;3)M1和M2分区中塌陷区范围、累积形变量和形变速率均比M3分区大,建议对M1、M2分区加强监测,更好地为塌陷区灾变的早期预警提供科学支撑.     

基于D-InSAR的煤矿区开采沉陷遥感监测技术分析

该文在综合分析国内外开采沉陷监测技术现状、合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和差分干涉测量(D-In SAR)技术发展及其在地表沉陷监测中应用成果的基础上,分析了D-InSAR技术在煤矿开采沉陷变形监测中的特点与技术优势。指出:应用D-InSAR进行煤矿区开采沉陷监测的具体目标是矿区地表沉降演变过程分析、采区地表沉陷动态监测与分析和矿区DEM数据更新;亟须研究解决的关键技术问题有:源数据获取与选择、数据处理方法、地面配合措施、精度与可靠性评价、多源信息集成分析等。D-InSAR为煤矿区地表时空演变过程研究和开采沉陷实时动态监测提供了新的技术方法;作为"数字矿山"的重要内容,D-InSAR可以有效地指导矿区生产、整体规划与长远发展,并为矿区可持续发展服务。     

安徽省大通采煤塌陷区矿山地质环境问题及治理措施研究

安徽省淮南市大通采煤塌陷区,系为淮南市大通煤矿与九龙岗煤矿开采遗留的集中连片的采空塌陷区之西部一部分。其主要问题表现为农田被毁,农作物大幅度减产,造成地表起伏不平,难以耕种和灌溉,部分地段下沉积水,含水层严重受损。矿山通过对采煤塌陷区环境治理成效分析,希望为周边矿山环境治理提供参考。     

采煤塌陷地水域淹没范围模拟分析

采煤塌陷改变了矿区周边的地形地貌特征,使大量的耕地、园地变成水域。选择山东省龙口采煤塌陷区为研究对象,运用ArcGIS软件采集五期1:1万等高线和离散高程点数据,生成1×1 m2正方形网格的数字地面模型(DEM),以地表没有发生塌陷前的1978年DEM为标准高程数据,与其他各期DEM数据进行差值运算处理,得到不同时期采煤塌陷区面积。然后根据水利部门48年来的观测数据,计算出采煤塌陷区不同频率年份丰水期水文特征值,采用"无源淹没"分析法,计算给定水位条件下的采煤塌陷区水域淹没范围。     

基于GIS的采煤塌陷区土地复垦项目规划设计研究

土地开发整理是现阶段中国实现耕地总量动态平衡的重要途径,采煤塌陷区土地复垦是其中重要的组成部分。受塌陷沉降的影响,采煤塌陷区具有地形破碎、微地貌起伏交错和土壤养分流失严重等特点,其在土地复垦项目的规划设计中面临的问题较一般区域复杂。在分析采煤塌陷区土地复垦规划设计流程与方法的基础上,借助GIS技术,将地形图中等高线进行栅格化处理,并根据得到的数据生成三维地形模型,对项目区地形进行模拟,并分别从复垦适宜性评价、项目规划择优以及项目工程设计三方面进行了实证研究。     

基于PSInSAR技术的现代黄河三角洲地面沉降监测与分析

地面沉降是现代黄河三角洲地区主要的地质灾害之一,利用PSInSAR技术对覆盖现代黄河三角洲部分地区的10景ERS1/2数据进行处理,获得该研究区的地面沉降范围、沉降速率和形变时间序列情况。选取3个地面沉降范围和速率相对较大的区域进行重点分析,同时将监测结果与相应时间段的居民区分布图和油田分布图进行叠加分析,结果表明,地面沉降与石油开采、地表载荷增加具有较强的相关性。利用水准观测数据对获得的监测结果进行精度验证,结果显示PSInSAR监测结果与水准观测数据吻合,中误差达到mm级。     

基于PSInSAR技术和云模型的地面沉降稳定性分析

利用永久散射体干涉测量(PSInSAR)技术获取北京市地铁一号线传媒大学-八里桥站的沉降速率及演化特征,并采用云模型实现了地面沉降定量信息与定性概念的自然转换,以此评价地面沉降的不均匀性和稳定性,得到以下结论:1)地面沉降在地铁线南北两侧存在较大的不均匀性,且沿地铁线的地面沉降也具有较大的不一致性。整个实验区的沉降速率在0.67~60.91mm/a之间;2)对2010-2012年研究区PS点沉降量的数字特征(Ex,En,He)进行分析表明,三年沉降量、平均沉降水平均较低;沉降量值离散程度较小但在空间分布上仍呈现一定不均匀性;该研究区沉降虽整体处于稳定状态,但稳定性在减弱,沉降有增大的趋势。     

岩溶坡地土壤侵蚀强度的137 Cs法研究

在重庆南部南川市境内,按不同侵蚀强度取137Cs样品,用于研究岩溶坡地不同侵蚀程度的土壤侵蚀强度与特征。结果表明,林草地侵蚀速率变化范围49.3 t/(km2.a)~230.5 t/(km2.a),平均侵蚀速率112.5 t/(km2.a);缓坡耕地侵蚀速率变化范围190.3~1 138.4 t/(km2.a),平均565.5 t/(km2.a);陡坡耕地的侵蚀速率变化范围为452.0~3 759.4 t/(km2.a),平均2 264.8 t/(km2.a)。与黄土高原和紫色土区相比,岩溶区侵蚀速率较小。     

矿业城市采空塌陷危害及其经济损失评估

采空塌陷是矿业城市主要地质灾害之一,它造成的危害和经济损失是非常严重的。本文根据山西省几大煤矿区资料的分析,通过计算评估出了采空塌陷造成的经济损失,供有关部门决策参考。一、矿业城市采空塌陷的危害根据相关调查资料,采空塌陷主要危害有六个方面:1毁坏耕地、导致农业歉收或绝收在产煤大省山西省,1949年～2002年采空塌陷共毁坏耕地24200公顷,园地612公顷、林地434公顷,且每年以50km2的速度递增推进,快速的土地毁坏直接影响当地农业的可持续发展。杂,含有大量有毒有害物质,危及人类和生物的生存。3破坏生态平衡、改变自然景观、降低…     

神府煤田风沙区采煤塌陷对粒度成分特征的影响

为了研究采煤塌陷对地表环境的粒度成分(机械组成)影响作用与过程,通过野外调查和取样,以神府煤田风沙区采煤塌陷1年、塌陷2年的塌陷区和非塌陷区(对照)为研究对象,采用对比法系统地分析了采煤塌陷区粒度变化特征。结果表明:塌陷1年、塌陷2年塌陷区粒度组成以粗沙和中沙为主,占整个组成的65%以上,非塌陷区以中沙和细沙为主,约占80%;多变量方差分析表明,塌陷1年、塌陷2年塌陷区粒径变化无明显差异存在,而与非塌陷区粒径变化有显著差异;塌陷区沙粒起动风速随着平均粒径的增大,以对数函数增加,而风蚀量与平均粒径的关系则随着起动风速的增大,以指数函数增大。塌陷1年、塌陷2年塌陷区粒度分布曲线均为双峰态,峰值出现在0.54 mm和0.125 mm处,众数组出现在0.63~0.45 mm和0.1~0.065 mm,而非塌陷区粒度分布曲线为单峰,其极值出现在0.125处。塌陷区地表(0~10 cm)范围内细粒和极细粒基本被风带走,地表颗粒呈现粗化现象,潜在的可风蚀性程度加强。     

基于夜光遥感影像与百度POI数据的中国城市群空间范围识别方法

提出基于夜间灯光遥感影像、电子地图兴趣点和社会经济统计数据等,以经济地理学中的“点-轴”理论为基础,以“点-轴集聚区”的识别为核心,利用迭代自组织聚类、聚合分析、指标阈值筛选等方法,识别中国城市群及其空间范围的技术方法。通过该方法识别出中国14个城市群,其中8个城市群的空间范围与规划范围接近;与规划范围不一致的则表现为三种情况,分别揭示出规划中需要考虑的不同问题。研究结果表明,本文提出的方法能突破行政边界限制,科学反映城市群辐射范围,客观反映城市之间的社会经济联系强度,并基于“现状-动态”视角有利于深入发掘潜在的城市群对象。研究结果可以为城市群规划和管理提供参考。     

盘锦湿地地面沉降历史过程研究

采用地形图对比法、精密水准观测法和合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR解译法),研究不同时段盘锦湿地的地面沉降历史和现状。结果表明,盘锦湿地泵站作废和灌渠无法正常引水等是地面沉降所致。1956~1984年,盘锦湿地地面最大平均沉降速率为3.21 mm/a,沉降程度低,处于稳定阶段;1982~1994年,盘锦湿地地面最大平均沉降速率为10.41 mm/a,沉降程度较低;1994年以后,盘锦湿地地面最大平均沉降速率远超过80mm/a,局部地区最大平均沉降速率达到240 mm/a,地面沉降程度很高,破坏了湿地环境。     

基于GIS与BP神经网络的采空塌陷易发性预测

以湖北省鄂州程潮铁矿和黄石大冶铁矿为例,利用GIS空间分析功能对研究区数据进行提取分级、赋值统计及归一化等处理,构建了包括高程、坡度、地层、地下开采点的分布密度、相距最近地下开采点的距离、开采厚度与深度比值、蚀变接触带缓冲区、地下水深度以及地表地物类型的矿区采空塌陷易发性评价指标数据集;借助IDL语言调用Matlab神经网络工具箱,将研究区2011和2012年的指标数据集作为输入数据,塌陷易发性作为期望输出,建立基于BP神经网络的矿区采空塌陷易发性预测模型;通过选取并优化训练样本,实现对2013年矿山塌陷易发性的预测。结果表明,高易发区及以上的区域包含89.91%的采空塌陷,随着易发等级的提高,采空塌陷面积占易发等级面积比也随之增大;采空塌陷的分布具有明显的地带性,高易发区基本沿着岩体与围岩的接触带分布。模型解决了塌陷预测中的非线性映射问题,预测结果与实际调查情况基本吻合。BP神经网络模型与GIS技术相结合预测矿区采空塌陷的易发性具有可行性。     

内蒙古杨家村煤矿地表沉降实证研究

为研究采空塌陷灾害发育特征规律及灾害发育类型,采用监测预警测试分析等实证研究作为研究方法,解决开采保护各种地面设施、预留保护煤柱等做出指导和矿区生态环境重建提供决策依据。在工作面表布设地表移动测试站,进行对杨家村煤矿22采区首采面回采前、回采期间及回采后进行实时监测测试,及时掌地表平面移动与沉降情况,根据工作面布置和采煤方法等掌握其地表移动规律。     

北京西部山地景观生态整治与景观规划--以北京房山区史家营乡的典型研究为例

北京市西部山区是因矿区开发使山地景观生态环境破坏的重点地区,在北京市生态环境整治与建设中具有十分重要的典型意义。不合理的煤炭资源开采导致了矿点密度大,采空塌陷区分布广,水资源急剧减少,水质污染严重,植被大规模遭破坏,水土流失严重,泥石流等灾害加重以及煤尘污染问题突出等一系列环境问题,呈现出山地生态系统遭受严重破坏的景观生态特征。本文以史家营为例,在典型调查的基础上,规划了景观生态环境恢复与重建区、种植养殖和观光生态农业示范区、果粮养殖生态农业区、林草放牧生态畜牧业示范区、生态旅游区的五个景观规划区域,探讨了生态型矿业、中低山特色生态农业和生态旅游发展的产业发展模式,并初步提出了景观生态整治的措施。     

高光谱遥感在树种精细识别中的研究进展

高光谱遥感影像由一系列不同波段的地物影像所构成,其光谱范围从可见光一直到红外光.由于高光谱遥感影像数据中包含了大量的光谱信息和空间信息,这为提高树种精细识别提供了数据支持.近年来,随着可获得的高光谱信息源的逐渐增多,高光谱技术在树种精细识别领域的研究应用也得到了发展.通过探讨,总结出3种高光谱技术应用于树种精细识别的研...     

Meta分析模拟氮沉降对我国北方草地氧化亚氮排放速率的影响

氧化亚氮(N2 O)是三大温室气体之一,氮沉降显著提高土壤氮素供给水平,可能会大幅增加草地生态系统N2 O排放速率.北方草地是我国重要的生态安全屏障和畜牧业基地,但目前有关氮沉降对我国北方草地生态系统N2 O排放速率的影响强度及主要调控因素尚不清楚.本研究采用Meta方法,通过对中国北方草地已开展的32个实验结果进行综...     

采空沉陷湿地形成动力过程的初步研究

因采空、沉陷和积水所形成的湿地是采矿沉陷区扰动了区域性地表水和地下水循环而产生了季节性或永久性积水而形成的一种湿地类型。从采空沉陷湿地形成的主要动力过程入手,研究其形成原因,明确其主要湿地特征。结果表明,采空积水沉陷地是在人类对地下矿层开采后,上覆岩层发生弯曲变形、断裂、位移,导致地面塌陷下沉,形成比采矿范围大得多的负地貌(低洼地);同时原有地表水系统因地表沉陷被破坏,使采矿沉陷区演变为局部汇水区,导致季节性或永久性积水;最终使其出现了沼泽化水生生态系统等特征,形成了一种新型人工湿地。     

基于SBAS技术的亳州市地面沉降遥感监测应用研究

本文基于小基线集(SBAS-In SAR)技术,利用2012年1月~2013年1月近1年的10景Radasat2单视复影像(SLC)数据获取了亳州市的地面沉降总体情况。采用以往历史存档数据,获取了沉降的的演变过程。结果表明,在亳州范围内大部分相对稳定(-2mm/a~2mm/a);在市区西北部与东南部有小幅抬升(2mm/a~5mm/a);市区东北部、西部与西南延伸到双沟镇一线有沉降,可以达到(-2mm/a~-8mm/a);双沟镇北侧与其东南侧部分地区沉降量可以达到10mm/y。这一监测结果对城市规划和管理具有一定的参考价值。