基于SBAS-InSAR技术的长沙城区2017-2020年地表沉降监测

近年来长沙市由地面沉降导致的地质灾害问题频繁发生。针对这一问题,利用94景Sentinel-1A卫星影像,基于时序SBAS-InSAR技术,获取了长沙市主城区2017年3月~2020年5月间的地表沉降速率和累积形变。估计的地表形变速率与长沙市GPS连续运行参考站观测的地表沉降速率高度吻合。结果表明:在长沙市5个主城区中,开福区地面沉降范围最广,岳麓区和雨花区次之,芙蓉区和天心区沉降区较少;最大累积沉降量达225mm,平均沉降速率达74 mm/年。研究结果表明长沙市区地面沉降多由地面和地下工程建设引起。     

PS-InSAR与DS-InSAR监测城市地面沉降的精度检验与分析

为检验PS-InSAR和DS-InSAR监测技术的可靠性,利用覆盖上虞区的23景Sentinel-1影像,分别采用PS-InSAR和DS-InSAR技术进行数据处理,获得了两组上虞区的地表沉降信息,并用上虞区的二等水准监测数据进行精度检验与分析。研究结果表明,二等水准测量与PS-InSAR和DS-InSAR结果的互差主要分布在-5~+5mm/年范围内,说明PS-InSAR和DS-InSAR监测地面沉降结果可靠。     

GPS-InSAR数据融合用于地表形变监测的研究

全球定位系统（GPS）和合成孔径雷达干涉测量（InSAR）集成技术在地表形变监测中具有广阔的应用前景。分析了GPS和InSAR两种技术融合的可行性,论述了GPS—InSAR融合技术的理论和方法,对其应用前景和存在的问题进行了探讨。     

长空间基线干涉对辅助的时序InSAR岛礁沉降监测

针对岛礁沉降监测中DEM现势性差、数据不完整等因素造成干涉处理困难的问题,设计了一种利用长空间基线干涉对生成DEM辅助时序InSAR处理的岛礁沉降监测方案。该方案选取空间基线较长且干涉质量良好的干涉对提取相对完整、精确的岛礁区域DEM,并利用该DEM仿真时序干涉处理中所需的地形相位,从而获取差分干涉图,实现精确、稳健的岛礁沉降监测。利用2020年04～09月覆盖某岛礁的12景TanDEM-X影像进行了沉降监测试验,在利用长空间基线像对获取DEM的基础上,得到了试验区沉降速率和沉降量分布图,验证了本方案的可行性和有效性。     

基于PS-InSAR的广西北部湾沿岸形变探测及成因分析

受强降雨等极端天气影响,广西地区沉降地质灾害频发。为保障区域可持续发展,利用36景Sentient-1A卫星影像,探究广西北部湾沿岸地区土地形变情况并分析其成因。首先基于PS-InSAR技术和SBAS-InSAR技术,获取2018年1月～2020年12月广西北部湾地区地表沉降信息。结果表明：两种方法具有高度一致性,研究区域最大累计沉降量达-78.1 mm,最大平均形变速率为-22.664 mm/a。其次结合降雨量数据与人类活动强度,分析地表形变成因,结果进一步表明：广西北部湾地区累计沉降量与人类活动强度呈现正相关;每年7、8月雨季时,地表形变速率提高,雨季结束后,部分地面出现抬升。人类活动与降雨是导致广西北部湾地区大面积不规则沉降的重要原因。     

干涉合成孔径雷达三维地表形变监测

干涉合成孔径雷达（InSAR）技术是利用两幅或多幅SAR复数影像的相位差信息提取地表地形信息和形变信息的,其对卫星视线向形变比较敏感,精度可达厘米甚至毫米级,而对沿轨道方向的形变不敏感。本文总结了几种获取地表位移三维分量的方法,并对每种方法进行了分析。     

基于Hough变换的DInSAR环状地表形变区自动提取

针对当前DInSAR地表形变区检测依赖于人工的现状,提出基于Hough变换的环状地表形变区自动提取方法。该方法在外部DEM的辅助下,由干涉数据获取去地形效应的差分干涉图,在对差分干涉图进行边缘提取的基础上,利用Hough变换实现环状地表形变区的自动提取。采用青海门源震区Sentinel-1A数据和山东济宁矿区ALOS PALSAR数据分别进行环状地表形变区自动提取实验,验证了本文方法的有效性。     

联合升降轨Sentinel-1A的地表形变监测技术研究

河谷型、海岸带、海岛礁以及滩涂等区域地表形变信息的准确获取,迫切且关键。利用25景升轨和28景降轨Sentinel-1A数据,基于SBAS-InSAR技术,获取兰州城区2014年10月~2016年9月的地表沉降速率图和沿视线方向(line-of-sight,LOS)的时相位移量,探讨升降轨数据在河谷型城市地表形变监测中的适用性。结果表明:升降轨Sentinel-1A数据之间的时相位移量具有高度关联性,其中升轨数据在地形起伏较大区体现出良好的干涉性,而降轨数据在平坦区表现出较好的监测能力。兰州城区大部分区域处于稳定状态,但沙井驿、九州、小达坪、东岗、伏龙坪、西客站以及周边区域地表存在沉降趋势,最大沉降速率可达30 mm/年。联合升降轨Sentinel-1A数据监测河谷型、海岸带、海岛礁以及滩涂等区域地面沉降具有可行性和可靠性。     

基于水准测量技术的填海人工岛沉陷监测实践

近年来随着填海人工岛的增多,其安全性备受关注.人工岛吹填区域软土地基物理力学参数差异大,地面沉陷持续时间长、成因机制复杂和防治难度大,沉陷监测工作具有重要意义.利用精密水准测量技术,通过长期跟踪监测,分析了人工岛吹填区域的变形特征,综合评估了沉降稳定性,为人工岛的环境保护、后续设计施工建设提供科学决策依据.     

基于时序InSAR的珠江口大面积地面沉降监测

珠江口是我国沿海地面沉降灾害较严重地区之一,长期地面沉降威胁着人类生产生活的质量和安全。针对传统InSAR在河口等沿海地区空间采样率不足的现状,采用基于KS检验和特征分解的DS-InSAR时序分析方法,获得了珠江口地区2015—2018年间地面沉降监测数据,并分析了几处沉降严重地区的沉降特征和原因。采用的DS-InSAR方法在沥青路面、裸土等非城市区域提取了较大密度的高相干点,提高了时序InSAR形变反演的精度。研究表明,研究区域总体呈地面沉降趋势且分布不均匀,珠江三角洲西北部和东南部为主要沉降区,最大沉降速率可达25 mm/a,珠江口西岸沉降相对东岸分布更广,沉降量更大。     

快轨杂散电流腐蚀自动监测系统的研究

针对在直流供电的地铁、轻轨运输系统中,产生的杂散电流对铁轨周围土壤中的埋地金属管线、车站、区间隧道、高架桥梁等混凝土结构中的钢筋产生电化学腐蚀这一状况。论述了对城市快轨杂散电流实施腐蚀自动监测的意义,阐述了自行研制开发的杂散电流腐蚀自动监测原理及系统组成,通过模拟试验证明了杂散电流腐蚀自动系统的测量精度满足设计要求,而且能灵敏地反映杂散电流的腐蚀程度。     

杭州湾沿海地区地面沉降时序InSAR监测与分析

Time-series InSAR analysis(e.g., permanent scatterers(PSInSAR)) has been proven as an effective technology in monitoring ground deformation over urban areas. However, it is a big challenge to apply this technology in coastal regions due to the lack of man-made targets. An distributed scatterers interferometric synthetic aperture radar(DSInSAR) is developed to solve the problem of insufficient samples and low reliability in monitoring coastal lowland subsidence, by applying a spatially adaptive filter and an eigendecomposition algorithm to estimating the optimal phase of statistically homogeneous distributed scatterers(DSs). Twenty-four scenes of COSMO-Sky Med images acquired between 2013 and 2015 are used to retrieve the land subsidence over the Shangyu District on south coast of the Hangzhou Bay, Zhejiang Province, China. The spatial pattern of the land subsidence obtained by the PS-InSAR and the DSInSAR coincides with each other, but the density of the DSs is three point five times higher than the permanent scatterers(PSs). Validated by precise levelling data over the same period, the DSInSAR method achieves an accuracy of ±5.0 mm/a which is superior to the PS-InSAR with±5.5 mm/a. The land subsidence in the Shangyu District is mainly distributed in the urban areas, industrial towns and land reclamation zones, with a maximum subsidence rate –30.2 mm/a. The analysis of geological data, field investigation and historical reclamation data indicates that human activities and natural compaction of reclamation material are major causes of the detected land subsidence. The results demonstrate that the DSInSAR method has a great potential in monitoring the coastal lowland subsidence and can be used to further investigate subsidence-related environmental issues in coastal regions.     

琼东南盆地新生代沉降特征

利用回剥技术对琼东南盆地进行了沉降史计算和分析,主要包括北部坳陷带的崖北凹陷、崖南凹陷,中央坳陷带的乐东凹陷,和南部坳陷带的华光凹陷.按照地震测线的分布和凹陷特征,我们共选取了30口模拟井进行一维沉降史计算,并展示了具有代表性的8口井,分析他们在小同时期的构造沉降速率与总沉降速率.分析结果表明,新生代以来,琼东南盆地主要经历厂三个主要的沉降幕:(1)始新世至渐新世,盆地处于裂陷期,构造沉降速率较大,平均为81m·Ma-1,沉降中心位于中央坳陷带.(2)早中新至中中新世,盆地由裂陷期向坳陷期转化,平均构造沉降速率减小至68m·Ma-1;(3)晚中新世以后,瓮地进入新一期的沉降阶段,平均构造沉降速率增加至84m·Ma-1;上新世以后,中央坳陷带发生快速沉降,达到了110m·Ma1.     

Evidence of subsidence of seamounts in the north-western Pacific

The subsidence of seamounts in the northwestern Pacific is suggested from the unexpected high vesicularity of submarine basaltic rocks which were dredged from great depths. There exists a tendency that the closer the seamount is situated to the trench axis, the greater the amount of subsidence becomes.     

海平面变化研究中地壳均衡沉降量的估算

本文从力学和地球流变学的角度,分析海平面变化所引起的沿海沉积盆地水力-沉积均衡作用的机制,提出一种估算被埋藏的古海平面标志物的地壳均衡沉降量的新方法。     

Tectonic subsidence history and thermal evolution of the Orange Basin

The Orange Basin offshore southwest Africa appears to represent a classical example of continental rifting and break up associated with large-scale, transient volcanism. The presence of lower crustal bodies of high seismic velocities indicates that large volumes of igneous crust formed as a consequence of lithospheric extension.     

黄河三角洲地区地面沉降驱动因素研究

黄河三角洲地区地势低平、生态脆弱, 地面沉降使得海水入侵和风暴潮灾害加剧。弄清该区域地面沉降驱动因素, 对油田安全生产和湿地生态保护都有积极的意义。以20 m 地层为界, 将地面沉降驱动因素分为浅地层和深地层因素。分析了地表荷载增加、地下水和油气开采、沉积物固结压实、新构造运动等对该区地面沉降的驱动作用。此外, 探讨了海平面上升和地震灾害对该区地面沉降的影响。结果表明: 该区地面沉降驱动因素主要为沉积物固结和地下水开采, 但控制范围存在区域性差异;1969 年地震使该区产生明显地面沉降, 海平面上升使该区地面沉降形势更加严峻。