基于PS-InSAR技术的宁波市地面沉降监测研究

由大规模抽取地下水和工程建设引发的地面沉降广泛分布于世界各大平原,地面沉降地质灾害使城市损失标高,增加城市在洪涝灾害中的生命财产损失。基于60景Sentinel-1影像,采用PS-InSAR(永久散射体合成孔径雷达干涉测量)技术获取了宁波市2017～2021年平原区地表形变,利用同期水准数据进行了精度和可靠性评定,监测和分析结果表明工程建设是现阶段引发宁波市地面沉降的主要因素;杭州湾新区为代表的沿海围垦区地面沉降与围垦和工程建设时间密切相关;城市建成区地面沉降局限于近期的工程建设区域内,且沉降衰减相对较快。     

短时空基线PS-InSAR在北京地面沉降监测中的应用

短时空基线PS-InSAR采用同时控制时间基线和垂直基线的方法,在一定程度上避免了时空失相关问题。文中采用短时空基线PS-InSAR的方法监测北京区域地面沉降,分析了区域地面沉降中的时间序列演化特征,以及抽取地下水、断裂带对地面沉降的影响。结果发现时间序列上的地面沉降存在明显的季节性变化特征,抽取地下水作为导致地面沉降的主要原因,在一定程度上还取决于断裂带的影响,地面沉降中心区域并没有完全与地下水漏斗吻合,这可能与可压缩土层的厚度有关。     

利用PS-InSAR技术监测南通市区地面沉降

以南通市区2006年至2007年的SAR影像为数据源,利用PS InSAR技术对南通市区进行地面沉降研究.结果显示,南通市区存在多个沉降漏斗,但沉降量不大,大部分区域的线性沉降速率不超过11 mm/a.     

基于PS-InSAR的 1995-2000 年苏州地面沉降监测

永久散射体(PS)技术在传统差分干涉测量(D-InSAR)中引入时间维,分析长时间内保持稳定的像元集相位变化,获得毫米级的地面测量精度,但是该技术要求处理的范围较小.采用分块处理的方法,通过PS差分干涉测量处理,得到1995-2000 年苏州地区地面沉降场的测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况),基于分块处理的 PS-InSAR 技术在进行城市地面沉降监测和时空演化特征研究中具有很大的优势.     

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.     

基于PS-InSAR技术的武威市地面沉降时空变化特征

武威市位于甘肃省中部,是一座典型的农业城市,分布有大量农业耕地。由于土壤疏松,地面容易受到降水和地下水的影响,易发生地面沉降地质灾害对居民的生产、生活造成不利影响。本文利用2017年2月至2022年12月的Sentinel-1A数据,通过PS-InSAR技术提取了武威市的地面沉降监测数据,包括视线向形变速率和累积形变量。对形变场的时空分布特征进行了详细分析,并引入Mogi模型反演地下深部变形范围。最后,结合研究区的降水数据和GRACE重力卫星获取到由陆地水负荷引起的地表形变数据,并对研究区的沉降成因进行了初步分析。结果表明,研究区存在两个主要沉降区,其中主沉降区A的最大累积沉降量达到-290.9 mm,视线向形变速率为-52.0 mm/a;主沉降区B的沉降量达到-178.1 mm,视线向形变速率为-43.8 mm/a。地表沉降呈现周期性变化,且向东南方向逐步扩展,与降水和地下水变化特征相似。通过Mogi模型反演,得出了主沉降区的地下影响范围（半径）和深度,其中主沉降区A为40.96 m和133.67 m,主沉降区B为38.60 m和140.78 m。按季节划分统计形变数据,结果表明,由于研究区所属干旱区,自然降水无法对地面沉降产生显著影响,而农耕时大量地下水的抽取才是导致区域地面沉降的主要原因。

     

PS-InSAR技术在成都市地面形变中的监测应用

以成都市中心城区及周边区域为例,利用PS-InSAR技术对2016-2018年间32景升轨Sentinel-1A数据进行处理,获取地面形变数据,进行时序分析与相干性分析。结果显示,成都市处于一个西抬东降的格局,年形变速率范围-22.9～26.5mm/y,累积沉降量达到-45～59mm。研究结果表明,最近几年城市化进程的加快和轨道交通建设的快速发展,是导致成都市中心城区部分区域地面沉降的主要原因,另外成都平原的地理位置及地下水分布,对城市部分区域的抬升和沉降也有影响。     

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.     

基于时序InSAR技术的常州市地面沉降监测与分析

近年来,我国东部厚含水松散层矿区不断出现工业广场的沉降变形,地表建(构)筑物受到不同程度损坏,严重影响煤矿安全生产和正常运行。为研究长时间序列的工业广场沉降,以华东某煤矿为例,基于17景Sentinel-1A卫星影像数据,获取地表动态变形信息,结合精密水准测量,分析D-InSAR技术监测地表沉降的精度,研究工业广场时空动态沉降特征,揭示厚含水松散层矿区工业广场变形规律。研究表明：(1) D-InSAR监测与26个水准监测点沉降量的最大误差为5.95 mm,平均误差为2.18 mm,满足工业广场沉降监测需求。(2) 随着工作面持续推进,6个月监测期内工业广场平均沉降量为16 mm,最大沉降点沉降量为36 mm,位于工业广场西南角偏向工作面一侧;最大倾斜值为0.31 mm/m,最大曲率值为0.016 mm/m²,在监测时段内,工业广场地表建(构)筑物破坏远小于Ⅰ级损坏值。(3) GIS空间分析表明,沉降量在0~20 mm的区域面积占比93.10%;最大下沉点的动态下沉量与其至采空区中心的距离呈明显的线性负相关关系,随着采空区中心逐渐向工业广场推进,其下沉量逐渐增大。(4) 工业广场沉降由开采引起的覆岩整体沉降和含水层失水固结沉降2部分组成,根据最大下沉点的动态沉降量,工业广场沉降分为2个阶段;其中第一阶段疏水沉降尚未显现,第二阶段以失水固结沉降为主。(5) 工作面开采对工业广场沉降基本没有影响,应是底部含水层失水固结导致地表沉陷的范围增大,进而影响到工业广场。上述结果为今后类似条件下工业广场沉降问题的研究提供了理论依据和技术参考。\t\t\t\t

     

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。     

高分辨率PS-InSAR在福州市地表沉降监测中的应用

PS-InSAR作为一种大范围地表沉降监测技术手段,在城市建设安全监测中得到日益成熟的应用。本文采用PS-InSAR技术,利用2014年8月至2018年11月期间30景COSMO-SkyMed高分辨率卫星影像数据对福州市进行地表沉降监测,详细介绍了PS-InSAR数据处理流程。地质勘探数据和外业实地核查情况表明,高分辨率PS-InSAR技术在宏观上可用于大范围地表沉降监测的普查,微观上可监测地面沉降引起的建构筑物形变。     

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.     

北京市通州区地面沉降特征与影响因素研究

受社会经济快速发展和城市规模迅速扩张,地面沉降已成为我国不少城市所面临的重要问题,严重威胁区域经济、环境和社会的协调发展.本文以北京市通州区为案例,基于2014～ 2018年43景Sentinel-1A/B降轨数据,利用PS-InSAR技术,结合高精度GPS数据,开展了通州地区地面沉降特征及其影响因素研究,可为城市规划...     

GIS技术在地面沉降监测管理中的应用初探

地面沉降的监控工作,需要整理与分析大量的测绘、水文地质以及地面沉降相关资料。利用GIS建立地面沉降监测所需要的地理信息模型,将空间信息和地面沉降相关资料信息建立有机的连接,实现地理信息与地面沉降监测的资料信息互查。通过GIS数据库将数据转化为沉降水准等值线,建立三维地层模型。方便地面沉降监测资料信息的采集,统计与分析,从而更准确地实现地面沉降监测的辅助决策。     

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。     

宿州西水源地地面沉降不同时序InSAR监测对比分析

PS-InSAR和SBAS-InSAR技术被广泛应用于地面沉降监测。由于技术原理的不同,两种技术的监测精度会受到地物散射特性的影响。目前缺少针对两种技术监测精度在复杂地物散射特征区的差异性的相关研究。本文针对宿州西水源地水位降落漏斗所引发的区域地面沉降,分别采用PS-InSAR和SBAS-InSAR技术,利用2017～2020年38景Sentinel-1A数据,对宿州西水源地110眼水井为中心的周边20×20 km²范围内的地面进行沉降监测,以宿州市区光纤监测孔SK01实测数据来校正时序InSAR监测结果并将两种技术得到的监测结果进行对比。选取15号、48号、98号水井附近以及研究区内城市郊区与城市中心区特征点进行时序分析并在建筑密集区域进行精度分析。结果表明：研究区内两种技术的监测结果具有一致性和相关性。但是,在快速沉降区域,SBAS-InSAR技术解算鲁棒性更强,监测到了水源地西侧沉降漏斗的中心区域。在城市郊区地物散射弱区,两种技术监测结果的数值偏差较大。在城市中心区地物散射强区PS-InSAR可以从更小尺度反映建筑结构与周围环境的沉降差异。相比之下,PS-InSAR更适合于研究城市中心区建筑结构与周围环境的沉降差异,SBAS-InSAR更适合于研究城市郊区分辨率较低的大规模变形趋势。     

INSAR技术在北京来广营地区地面沉降监测中的应用

北京市平原地区地面沉降危害日益显著,合成孔径雷达干涉测量（InSAR）具有快速、高精度、周期短等优势,可为城市地面沉降监测提供有效的技术手段。本文选用ENVISAT-1卫星SAR数据监测研究2004-2005年北京来广营地区地面沉降,利用InSAR差分技术得到该地区地面沉降监测结果。     

分布式光纤监测在阜阳地面沉降监测中的应用

分布式光纤监测是利用光纤作为传感介质,采用先进的OTDR技术,探测出沿光纤不同位置土层的应变情况,实现真正分布式测量。阜阳地面沉降是由于过量抽汲阜阳城区地下水引起水位下降,在正常固结和超固结[1]土层分布区,由土层固结压密而造成的大面积地面下沉现象。省地质测绘院、阜阳市测绘院、安徽省地质调查研究院在该区域进行大量的高程测量工作,仅查明了地面沉降范围及垂直沉降量,但对地面沉降的形成机理,各压缩层的变化量缺少统一认识。采用分布式光纤监测技术能准确测出各压缩层的变化关系,为阜阳地面沉降防治研究提供科学依据。