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技术的后海深槽地面及建筑物形变监测分析

深圳市南山区后海片区为总部大厦基地,莲花山断裂带和珠江口大断裂带在此交汇,区域内基岩埋藏较深,断层较发育,存在巨厚的风化深槽,地面高层建筑多采用超长桩基础。文中研究采用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术对深圳市南山区后海片区南部东侧沿海部分的地面和建（构）筑物进行大范围、长时间形变监测。监测结果表明,深槽上建筑物以及其他构筑物沉降相对稳定,目前在后海巨厚深槽上的建筑桩基施工工艺安全有效。沉降量较大的区域为深圳湾公园草地及其周边区域,主要由于填海造陆软土引起形变。经过与传统监测技术的对比,InSAR技术监测精度满足规范要求。在大范围、低成本、高精度、高效率的形变监测需求方面,InSAR技术具有优势。     

PS-InSAR技术在安徽省阜南县地面沉降监测中的应用

本文以阜南县为研究区域,选取2017—2022年88景Sentinel-1A影像数据,利用PS-InSAR技术对阜南县地面沉降分布情况进行研究和分析。结果表明：研究区近5年累计沉降量为0～60 mm,平均沉降速率为0～14 mm/a,其中西南部的方集镇至洪河桥镇、地城镇之间以及东南部的中岗镇至曹集镇区域地面沉降显著,最大累计沉降量为60 mm,平均沉降速率大于10 mm/a,地面沉降发育程度为中等发育。西南部的沉降区形状明显向西南方向延伸,主要是受到西南侧淮滨县地下水开采的影响;东南部的沉降区形状呈闭合的椭圆形,是由区内地下水超采所致。     

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.     

PS-InSAR技术在北京采空塌陷区地表形变测量中的应用探析

本文从采空塌陷区地表形变监测手段入手,分析传统形变监测手段(如水准、GPS、常规D-InSAR等)的不足,详细介绍了PS-InSAR技术原理、优缺点及应用现状。最后通过总结北京地区采空塌陷变形特征,并针对PS-InSAR技术的特点和局限性进行可行性分析,最终提出门城镇地区适宜采用PS-InSAR技术进行地表形变监测。     

TomoSAR技术在城市形变监测中的应用

作为永久散射体雷达干涉测量技术的延伸,多基线SAR层析成像技术能够分离单个SAR像素内的多重散射体信号,精确地获取人工地物目标的三维位置和形变信息,突破城市地区形变监测中叠掩效应的制约,实现城市动态形变监测。尤其是新代高分辨军SAR卫星发射成功后,为城市动态形变监测研究提供了大量高分辨军高精度数据源。本文首先介绍SAR层析技术的理论模型,然后归纳了现有的层析算法和应用领域,最后探讨了该技术发展面临的关键问题并展望了其广阔发展前景。     

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。     

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。     

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。     

SBAS-InSAR技术原理及其在地壳形变监测中的应用

小基线集技术(SBAS-InSAR)是近年提出来的一种新的InSAR时间序列分析方法,它克服了传统D-InSAR中存在的时间、空间失相关和大气效应的限制性因素。相较于PS-InSAR方法,它获取到的形变序列在空间上更为连续,从而可以应用于监测地壳长时间缓慢形变。本文首先回顾了InSAR技术的发展历程,然后总结了传统InSAR技术遇到的一些限制性因素,在此基础上详细说明了SBAS-InSAR技术的数学原理模型及其在国外的应用,并结合国外的SBAS技术研究现状讨论了其发展前景。     

GPS定位技术在福建地壳形变监测中的应用

随着GPS观测及数据处理技术的发展,GPS定位技术在地球动力学方面的应用越来广泛,本文介绍国内外利用GPS定位技术在地球动力学方面的应用现状,着重介绍了GPS精密定位技术在福建地壳形变监测方面的应用现状和取得的初步成果。     

基于PS-InSAR技术的断裂带地壳形变实验研究

PS-InSAR技术克服了常规D-InSAR技术的空间、时间失相干和大气相位延迟等影响,对高相干点的差分干涉相位采用二维线性(或非线性)回归分析模型获取微小形变。概述PS-InSAR技术的相位组成、技术处理流程,以位于祁连山海原断裂带北盘的海原县为实验区,采用2003—2009年的21景ENVISAT ASAR数据,以GAMMA软件IPTA模块为软件平台处理得出实验区位移速率为-7～-9 mm/a,运动方向为自东向西,断裂带表现为左旋走滑,实验结果与GPS、库仑应力和地质学方法结果有较好的一致性。     

时间序列InSAR技术在矿区地表形变监测中的应用

针对露天矿区与城区地表相干性不一的特征,提出一种改进的时序InSAR(合成孔径雷达干涉测量)技术对霍林河矿区及周围城区地表进行形变监测。首先,通过增加时间采样密度控制相干性来筛选矿区周边具备一定相干点密度的干涉数据;其次,采用经过参数优化的分布式散射点选取方法选取分布式目标并使用传统方法提取永久散射体;最后,将分布式目标与永久散射体目标混合构建Delaunay三角网进行两次回归分析得到研究区域地表形变速率。实验结果显示,霍林河矿区边坡最大形变速率达到?630 mm/a,矿区周边道路地面最大沉降速率达到71 mm/a,霍林郭勒市地表沉降速率最大达到15 mm/a,与同期GPS监测结果进行对比,证明改进的时序InSAR技术方法适用性良好,对矿业城市地表形变监测提出了一种新的InSAR监测方法。     

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.     

垂直形变仪在地面沉降监测中的应用

本文介绍了垂直形变仪(俗称连通管)在分层沉降自动监测系统中的工作原理、系统结构及数据自动采集处理系统。     

InSAR技术在多年冻土区形变监测的应用

作为大地测量的一种新兴空间技术,合成孔径雷达干涉（synthetic aperture radar interferometry, InSAR）具有全天时、高精度、大范围和速度快的优点,逐渐被应用于多年冻土区地表形变监测中。通过综述多年冻土形变原理及InSAR监测多年冻土形变的应用实例,研究表明：在气候变暖的背景下,多年冻土区地表年际形变以下沉为主,多年冻土上限附近地下冰含量的大小是影响年际形变量的主要因素;活动层内土壤含水量影响着地表季节形变量的大小,不同类型多年冻土区的地表年际形变量和季节形变量存在着较大的差异。研究还表明,不同波长的SAR产品在不同类型多年冻土区的适用性不同,下垫面特征对利用InSAR获取地表形变量有较大影响,L波段的SAR数据在植被覆盖度较好的区域有更好的效果。由于InSAR的失相干问题,加之目前还缺少长时间、多类型、高频率的实测形变结果作为验证和标校数据,获取准确且连续的大范围形变数据较为困难。针对目前寒区研究需求,布设野外长期观测站点,建立适用于不同多年冻土区的地表形变反演算法,构建具有较高精度和较高时空分辨率的地表形变数据集具有重要的实践和科学意义。     

PS技术及其在地表形变监测中的应用现状与发展

合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）为地表形变监测提供了极具应用潜力的手段,具有大面积、高空间分辨率、全天候及成本低的优点。但由于大气条件变化、地表覆被等时间空间去相干的影响,其精度和普适性受到极大限制。 近几年发展的永久散射体（PS）技术在传统差分干涉测量（DInSAR）中引入时间维,分析长时间内保持稳定的像元集相位变化,获得毫米级的地表形变测量精度,同时有效地解决了时间空间去相关和大气非均质性影响的问题,目前在滑坡、地面沉降和地质灾害监测等领域得到了广泛的应用。PS技术具有高精度、高时间分辨率、能极大提高影像利用率的优点;但只适用较小区域、需要大量影像、且不适于分析快速突变的地表形变。为克服PS应用中的问题,近年来出现了三角反射体技术、多平台PS技术及相关性像元分析（CPT）技术,使PS技术应用具有更广泛的适应性。     

CORS网和GNSS技术在地面变形监测中的应用

地面变形对工程建设安全稳定具有一定影响,对工程建设规划、地质灾害防治等具有重要意义。本文利用卫星导航定位基准站（CORS）网全球卫星导航系统（GNSS）连续观测,实现了区域地面大地高、地面重力和地倾斜变化面的监测,通过与部分地质灾害信息进行时空分析,确定了用于地面稳定性变化分析的要素和权重,进而定量分析了地面稳定性变化。该方法在浙江省东南部地区进行了测试验证,获得了较好的效果。利用CORS网连续观测能够定量监测地面变形整个面的变化,分析区域地面稳定性变化情况,可为区域规划和地质灾害防治提供技术支持和参考。     

蔚县矿区地面沉陷InSAR多维形变监测

河北蔚县是我国华北地区最大的地下采煤区之一,该地区长期存在采矿塌陷灾害,不仅威胁采矿安全,而且严重破坏当地生态环境。本文基于合成孔径雷达干涉（InSAR）这一新型空间对地观测技术,采用61景Sentinel-1A/B干涉宽幅（Interferometric Wide swath,IW）模式数据进行矿区形变观测,获取整个矿区在2017—2018年间的地表形变空间分布特征,并对矿区地表的沉降量级及面积进行详细的统计分析。此外,采用融合多轨道SAR数据的多维形变时序估计方法,对西细庄矿数据进行东西向和垂向的二维形变分解,获取该矿的二维形变时间序列。结果表明：除南留庄井田外,其余三大井田在监测期间均存在不同程度的地面沉陷灾害;整个矿区年沉陷速率超过-10 cm/a的区域达到了2.16 km²;受成像几何影响,不同轨道数据获取的形变结果存在一定差异;西细庄矿以垂向形变为主,伴随明显的东西向水平形变。研究结果为蔚县矿区地面沉陷监测与煤矿安全开采提供数据参考。