基于Sentinel-1影像和SBAS技术的昆明地区地表形变研究

利用2016年4月—2017年3月间获取的17景sentinel-1SAR数据(VV极化),采用短基线集技术(SBAS)获取昆明地区地表形变信息,并对重点沉降区域沉降的时序特征及成因进行分析。结果表明:①昆明地面沉降在空间分布上呈现明显不均匀性,且沉降分布区域有所扩张;②昆明老城中心区、王家营至呈贡大学城一带等地区保持相对平稳;③老城区南部、东部和西部等多个沉降区相连,形成横跨昆明盆地的一条滇池近岸半弧形沉降带;④研究区域内最大沉降速率位于小板桥-义路村-广卫村一带,最大沉降速率为-52mm/a。     

江汉-洞庭盆地及华容隆起新构造运动特征遥感分析

长江流域基础地质遥感调查与监测,采用2000年左右获取的1:25万Landsat ETM图像进行地貌、第四纪地质和新构造遥感调查与研究.针对洞庭湖重点区,采用航片、ALOS、SPOT等高分辨率数据进行1:5万详细遥感调查.通过调查与综合分析认为:江汉-洞庭盆地为-燕山晚期至新生代形成的断陷盆地,总体处于沉降状态,盆地内部因差异抬升作用形成华容次级隆起,从而在山区广泛沉积了河湖相、冲洪积相及山麓相的第四纪沉积物,盆地内部第四系基本为连续沉积.江汉-洞庭盆地周围隆起区则呈间歇性抬升.新构造运动主要表现为隆起与拗陷、掀斜和断裂等几种形式,其构造沉降与周边山体隆升主要受盆地边缘和盆地内部断裂的控制.     

洞庭盆地西部地势图编制

利用水文分析方法划分出洞庭盆地西部范围,基于DEM数据和遥感影像数据,收集制图区域资料进行分析,利用Arc GIS软件,采用分层设色加晕渲法表示地势图。比例尺的选择、色层表的确定、阴影参数的设置是地势图编制的关键,决定着最终效果图的质量。     

高层建筑沉降观测实例及数据分析

对沉降观测进行了研究,并结合实例介绍了高层建筑沉降观测的步骤,提出利用Matlab生成沉降速率图,并总结了在沉降观测过程中需要注意的问题。     

基于PS-InSAR技术的北京地铁线网地表沉降研究

随着城市地下轨道交通的高速发展,地铁建设运营引起的地面沉降现象及其对工程线路的影响引发了国内外相关学者的极大关注。本研究基于哨兵1号合成孔径雷达（SAR）影像,利用永久散射体对合成孔径雷达干涉测量（PS-InSAR）技术对北京地铁全网沿线1 km区域地表变形进行监测,形成了2018—2022年北京地铁沿线整体监测的形变结果图、特征点时序形变结果图以及统计分析典型形变区域的沉降速率剖面图等成果,并分析了北京地铁沿线重点沉降区域、沉降速率时间变化和空间变化,对地铁运营安全风险评估和运维管理具有重要意义。     

高速铁路沉降评估中工程沉降和区域沉降的可区分性研究

某高速铁路北京至济南段地处华北平原,沿线经过的大部分地区都存在着不同程度的地面沉降。对穿越不同地面沉降速率区段的高速铁路工程,沉降观测得到的桥墩沉降量是工程沉降与区域沉降的综合体现。由于地面沉降速率在空间上是不均匀的,本文对区分工程沉降和区域沉降进行了研究,并提出了对沉降观测的改进措施。     

北京平原区不均匀沉降控制因素研究

采用北京平原地区的PS-InSAR时序监测结果(2003—2009年),结合GIS空间分析构建沉降速率坡度图,进一步叠加地质构造数据、水源数据和路网数据,从时间、空间、事件3个维度分析北京平原区不均匀沉降控制因素。研究结果表明,地质构造尤其是第四系沉积物岩性与厚度的差异是地面发成不均匀沉降的内因;地下水大量、持续的抽取活动、地面动载荷的增加使可压缩层水位被动降低,导致持续性应力转移、出现大面积不均匀沉降区域。当外因达到一定程度,就表现为控制因素。     

高层建筑物变形监测数据处理与分析

变形监测对于建筑物的安全运营具有重要作用,科学、准确、及时地分析和预报建筑物的变形状况,对建筑物的施工和运营管理极为重要.本文以实际工程为例,对建筑物变形监测的数据进行分析,利用大厦主体沉降过程曲线及等值线图来分析主体沉降各个阶段的原因.分析结果表明,施工各阶段,建筑物主体体沉降速率及幅度均较小,各点沉降基本均匀.文章...     

利用短基线集InSAR技术监测抚顺市地面沉降

抚顺市是一座因煤而兴起的综合型重工业城市,矿产的大量开采导致了大范围的地面沉降。针对这一问题,为了有效监测抚顺市的地表形变,本文利用短基线集（SBAS）技术对覆盖抚顺市部分地区的12景COSMO-SkyMed高分辨率SAR数据进行了处理,获得了该研究区域的地面沉降分布和沉降速率图。试验结果表明,研究区整体呈现出沉降的趋势,沉降速率大部分在-25~-45 mm/a的范围内。其中新抚区沉降最为严重,有2个沉降严重的区域,最大沉降速率达到了-186 mm/a。该试验结果为抚顺市露天矿采矿导致的地面沉降与地质灾害监测提供了切实有利的数据参考。     

济南地铁2号线沿线地表沉降监测与分析

地铁沿线的稳定性关乎人民生命财产安全,对地铁沿线沉降监测,有助于聚焦异常形变区域,及时采取人工干预措施。本文基于差分干涉测量短基线集时序分析技术（SBAS-InSAR）,利用20幅Sentinel-1A数据对2019—2021年间济南地铁2号线沿线1 km缓冲区进行地表沉降监测与分析。结果表明：在监测期内地表呈现不均匀的沉降,平均沉降速率为0.26 mm/a,最大沉降速率为-18.27 mm/a,最大累积沉降量为-68.51 mm。其中,腊山站至老屯站段、济泺路站至七里堡站段存在明显沉降现象。     

综合利用海岸带GNSS水准和重力数据精密确定中国高程基准偏差

综合利用中国海岸带GNSS水准和多源重力测量数据,通过精化陆海统一的重力似大地水准面计算高程异常零阶项,精密确定了中国1985国家高程基准相对于重力大地水准面的偏差。结果显示:中国1985国家高程基准相对于国际地球自转服务（International Earth Rotation Service,IERS）的IERS2010标准W₀对应的重力大地水准面的偏差为30.4±1.0 cm;中国1985国家高程基准于20世纪80年代经琼州海峡传递到海南岛后,在1 cm精度水平上未发现明显差异;计算的重力似大地水准面经全球导航卫星系统（globa navigation satellite system,GNSS）水准外部检核,标准差约为4 cm,12个省市和陆海交界处在厘米级精度水平上无缝衔接。在近10 a内,天津市除西北角外,大部分地区存在地面下沉,东南部地面下沉约7 cm,上海市地面下沉约7 cm,浙江省、江苏省和福建省等沿海省份局部地区也出现地面下沉。     

InSAR视角下准噶尔盆地农业灌溉区地表形变特征和演化规律

抽取地下水进行农业灌溉是导致地下水位快速下降的重要因素,而长期过度开采地下水往往会引发地面沉降灾害,这种现象在干旱和半干旱地区非常普遍。为了研究农业灌溉超采引发的地表形变特征和演化规律,本文以准噶尔盆地南缘、天山北麓地带为研究区域,利用SBAS-InSAR技术对2003年—2009年覆盖呼图壁县的ENVISAT/ASAR升、降轨数据进行处理,获取了该地区的地表形变场,并结合研究区的农业灌溉方式、水资源补给和季节变化等资料对地面沉降的时空变化特征进行分析,为水资源和农业可持续发展提供参考意义。实验表明,研究区内主要有两个沉降幅度较大的漏斗,且都位于农田区域。2007年以前,研究区地表没有显著形变,之后发生了较大量级的沉降。采用传统灌溉方式和时针式灌溉系统的农业区平均沉降速率最高分别可达50 mm/a和30 mm/a,前者在时间上呈线性变化,而后者具有显著的周期性变化特征。在冬季时,采用时针式灌溉系统的地区地面抬升量可达40 mm,远大于传统灌溉方式的农田区域,而夏季地面沉降速率可达200 mm/a。对研究区农业灌溉活动进行分析后发现,农业灌溉造成的地下水超采是该地区地面沉降的主要影响因素,其形变机制与季节变化具有较高的相关性,在灌溉活动休止期内地表形变取决于地下水的补给量。研究区内的形变特征和影响因素分析将为地下水资源的充分利用和农业的可持续发展提供有效的信息。     

Hybrid conventional and Persistent Scatterer SAR interferometry for land subsidence monitoring in the Tehran Basin,Iran

Excessive groundwater extraction has caused land subsidence in a large rural area located southwest of Tehran, Iran. We used radar images to estimate the temporal and spatial variation in the magnitude of the subsidence. Due to the large perpendicular baselines and rapid temporal decorrelation of the available data, the application of conventional synthetic aperture radar interferometry (InSAR) to monitor the deformation was not possible. Instead, we applied a recently developed Persistent Scatterer InSAR (PSI) method but found that displacements were underestimated in some areas due to high deformation rates that cause temporal aliasing of the signal. We therefore developed a method that combines conventional InSAR and PSI to estimate the high deformation rates in the southwestern Tehran Basin. We used rates estimated from conventional small temporal baseline interferograms to reduce the likelihood of aliasing and then applied PSI to the residual phase. The method was applied to descending and ascending ENVISAT ASAR images spanning from 2003 to 2009. Mean line-of-sight velocities obtained from both orientations that were further decomposed into horizontal and vertical deformation components were highly compatible with each other, indicating the high performance of the applied method. The mean precision of the estimated vertical component is 2.5 mm/yr. We validated our results using measurements from a continuous GPS station located in one of the subsiding areas. The results also compare favourably with levelling data acquired over a different time interval. Finally, we compared the estimated displacements to hydraulic head variations and geologic profiles at several piezometric wells. We found that the geology is the most important factor controlling the subsidence rate in the southwestern Tehran Basin, regardless of the water level decline.     

Subsidence in the Kathmandu Basin,before and after the 2015 Mw 7.8 Gorkha Earthquake,Nepal Revealed from Small Baseline Subset-DInSAR Analysis

Land subsidence in densely urbanized areas is a global problem that is primarily caused by excessive groundwater withdrawal. The Kathmandu Basin is one such area where subsidence due to groundwater depletion has been a major problem in recent years. Moreover, on 25 April 2015, this basin experienced large crustal movements caused by the Gorkha earthquake (Mw 7.8). Consequently, the effects of earthquake-induced deformation could affect the temporal and spatial nature of anthropogenic subsidence in the basin. However, this effect has not yet been fully studied. In this paper, we applied the SBAS-DInSAR technique to estimate the spatiotemporal displacement of land subsidence in the Kathmandu Basin before and after the Gorkha earthquake, using 16 ALOS-1 Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) images during the pre-seismic period and 26 Sentinel-1 A/B SAR images during the pre- and post-seismic periods. The results showed that the mean subsidence rate in the central part of the basin was about ?8.2 cm/year before the earthquake. The spatial extents of the subsiding areas were well-correlated with the spatial distributions of the compressible clay layers in the basin. We infer from time-series InSAR analysis that subsidence in the Kathmandu basin could be associated with fluvio-lacustrine (clay) deposits and local hydrogeological conditions. However, after the mainshock, the subsidence rate significantly increased to ?15 and ?12 cm/year during early post-seismic (108 days) and post-seismic (2015–2016) period, respectively. Based on a spatial analysis of the subsidence rate map, the entire basin uplifted during the co-seismic period has started to subside and become stable during the early-post-seismic period. This is because of the elastic rebound of co-seismic deformation. However, interestingly, the localized areas show increased subsidence rates during both the early-post- and post-seismic periods. Therefore, we believe that the large co-seismic deformation experienced in this basin might induce the local subsidence to increase in rate, caused by oscillations of the water table level in the clay layer.     

电子水准仪在矿区沉降监测中的应用

煤炭开采引起的地面沉降区沉降周期长、范围大,造成的环境危害也日益显著,如何高效、准确地为矿区环境治理提供基础资料成为工作人员的当务之急。本文利用DiNi03电子水准仪对马莲台煤矿采矿区地面进行沉降监测,详细介绍了电子水准仪在沉降监测中的工作优点和技术方法,并且对测量数据进行了分析,提出了一些方法和建议,为因煤炭资源开发造成的地面沉降等灾害的基础资料获取提供技术参考。     

郑州市地裂缝遥感识别与监测

根据坡度分析在灾害防治与水土保持工作上的应用,提出了以IPTA技术获取的地面沉降速率图为数据源,利用地面沉降坡度分析开展地裂缝遥感识别;以郑州市为研究区,根据地面沉降坡度分析识别出的目标区,在郑州市区首次发现因差异性地面沉降造成的地裂缝,实地调查发现该地裂缝东西长约2 000 m,已经造成附近10余处建筑物受损,监测结果表明该地裂缝存在明显的三维形变;实地调查和监测结果证明,地面沉降坡度分析不仅可以用于地裂缝的识别,也能用于地面沉降危险性分区,对地质灾害防治减灾有一定的指导意义。     

利用多源数据分析南京市河西地面沉降风险

地面沉降风险评价对城市公共安全具有重要意义。本文结合InSAR沉降和地质数据对南京河西地面沉降进行风险性分析。首先,利用InSAR技术获取的2012-2016年河西地区的沉降信息,结合软土层厚度、土地利用类型、地面高程和轨道交通分布信息,采用层次分析法建立三级多因子的地面沉降风险评价模型;然后,分析了河西地面沉降灾害风险程度;最后,着重分析了轨道交通的沉降风险。结果表明,河西地面沉降风险空间特征明显,高风险区主要分布于河西北部的江东街道、凤凰街道及莫愁湖街道,面积约6.4 km²,其中地铁2号线地面沉降风险较大。     

D-InSAR技术在矿区形变监测中的应用研究

D-InSAR技术作为20世纪90年代发展起来的新型空间对地观测技术,凭借着全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特点得到了广泛的应用.本文介绍了D-InSAR技术的基本原理和处理流程,以内蒙古营盘壕煤矿为例,利用哨兵数据,通过二轨差分干涉测量方法得到沉降数据.在ArcGIS中通过对沉降区域的提取、剖面分析和叠加分析...     

洞庭湖区"冬陆夏水"区域变化研究

利用遥感与地理信息系统技术,提取1987,1998,2003和2008年4个时段洞庭湖"冬陆夏水"区域.运用改进归一化差异水体指数(MNDWI)的方法,提取丰水期和枯水期遥感图像的水体并相减,获得"冬陆夏水"区域,并对20年的"冬陆夏水"变化的面积进行监督分类.分析发现,研究区的"冬陆夏水"面积,从1987年到2008...     

时序Sentinel-1A数据支持的长江中下游汛情动态监测

合成孔径雷达（SAR）因其对地观测全天候、全天时优势,成为多云多雨天气限制下洪水动态监测中不可或缺的数据来源之一。由于GEE（Google Earth Engine）云计算平台的兴起和短重访Sentinel-1数据的可获取性,洪水监测与灾害评估目前正面向动态化、广域化快速发展。顾及洪水淹没区土地覆盖变化的复杂性和发生时间的不确定性,基于时序Sentinel-1A卫星数据提出了针对大尺度范围、连续长期的汛情自动检测及动态监测方法。该方法首先,利用图像二值化分割时序SAR数据实现水体时空分布粗制图,逐像素计算时间序列中被识别为水体候选点的频率。然后,利用Sentinel-2光学影像对精度较粗的初期SAR水体提取结果进行校正,得到精细的水体分布图。最后,针对不同频率区间的淹没特点,采用差异化的时序异常检测策略识别淹没范围：对低频覆水区利用欧氏距离检测时序断点,以提取扰动强度大、淹没时间短的洪涝灾害区;对高频覆水区利用标准分数（Z-Score）检测时序断点,以提取季节性水体覆盖区。在GEE平台上利用该方法,实现了2020-05—10长江中下游地区全域洪水淹没范围时空信息的自动、快速、有效监测,揭示了不同区域汛情发展模式的差异性。本文提出的洪水快速监测方法对大尺度下的汛情动态监测、灾害定量评估和快速预警响应具有重要的现实意义。