D—InSAR技术在西安地面沉降监测中的应用

基于D—InSAR技术,对西安市因过量抽取地下水导致的地表缓慢沉降做了深入的应用研究,利用已有的西安地区SAR图像做了差分干涉测量的试验分析。结果显示,D-InSAR技术已经能够很好的应用于城市地区厘米级地面沉降的监测。     

D-InSAR在盘锦湿地地面沉降监测中的应用

采用二轨差分的方法,对湿地区的SAR数据进行配准、滤波、去平地效应、相位解缠、差分处理等处理,最后得到垂直形变图,实现了地表形变的监测.通过计算,得到东郭苇厂、欢喜岭和西八千乡3个沉降中心.3处沉降量分别为-169、-78和-105 mm.沉降面积方面,东郭苇厂（A）沉降面积为5.14 km2,椭圆形沉降区的长轴方向为北东-南西向.欢喜岭（B）沉降区面积为0.42 km2,平面形态近似圆形.西八千乡（C）沉降区面积为5.28 km2,椭圆形沉降区长轴方向为北东-南西向.     

基于合成孔径雷达干涉测量技术的地面沉降研究综述

综述了合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术的研究现状及其在监测地面沉降方面的优势和缺陷.与传统监测方法相比,InSAR技术在地面沉降监测方面主要具有全天候、大范围、高分辨率、高精度等优势,但在实际应用中则会产生去相关问题.探讨了利用该技术监测地面沉降的发展方向,认为应将InSAR与GPS及传统的水准测量等方法结合使用,合理利用各技术之间的互补性.     

新技术在城市地面沉降研究中的应用：遥感卫星雷达干涉测量（InSAR）

本文综述了遥感卫星合成孔径雷达（SAR）干涉测量及差分干涉测量的基本原理，针对近年来国外InSAR在地面沉降方面的研究成果，重点讨论了D－InSAR在国内大中城市进行地面沉降监测应用的可能性，对SAR数据的获取方法进行了阐述，并对这种方法目前的进展及未来应用前景进行了探讨。     

差分干涉雷达测量在地面沉降中的应用研究

雷达差分干涉测量是当前雷达遥感的热点研究领域，利用遥感卫星多时相的复雷达图像相干信息进行地表的垂直形变量的提取，其精度已达到了毫米级。对差分干涉雷达遥感的原理及具体实现进行了深入研究，并分析了差分干涉测量结果的误差，着重阐述了差分干涉雷达遥感在地面沉降研究中的应用，及其需要进一步解决的问题。     

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。     

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SBAS-InSAR技术的盘锦地区地面沉降监测

近几年,盘锦地区的地面沉降问题开始受到人们的关注。为了掌握盘锦地区地面沉降现状,包括沉降中心位置、沉降区面积、沉降量、沉降速率等,选取2013-2016年覆盖研究区的19景C波段Radarsat-2 SAR数据,采用SBAS-InSAR技术提取了盘锦地区地面沉降速率和累积沉降量。结果表明,研究区内存在两个沉降区:曙四联沉降区,面积约为43.6 km2,最大沉降速率为-151.49 mm·a-1;龙王村沉降区,面积约为33.28 km2,最大沉降速率为-119.55 mm·a-1。通过地表形变量时序分析,发现两个沉降区的范围随着时间不断扩大,累积沉降量不断增大。与水准监测数据进行对比后发现,两种监测方法得到的沉降区范围和沉降量大体一致,但两者间仍有差别。对研究区内油田井场分布和地下水水位降落漏斗特征与沉降区分布进行了对比分析,研究表明地面沉降与地下水开采、油气资源开采、新构造运动等多种因素具有密切关系。研究结果将为地质环境的管理、地面沉降灾害的防治及资源开发利用规划提供基础依据。     

永久散射体雷达干涉技术监测上海地面沉降

在地下水开采以及工程建设活动的双重影响下,城市地面沉降问题突出.传统的地面沉降监测水准测量虽精度高,但点密度低、成本较高.永久散射体雷达干涉技术(PSInSAR)监测地面沉降,具有低成本、大面积和高精度特点.选用2003~2005、2007~2008、2008~2009年间覆盖上海城区的中等分辨率Envisat ASAR影像,获得上海不同时期沉降速率图.其中2003~2005和2007~2008年间的结果与水准数据进行了比较验证,达到了毫米级精度.利用2008~2010年间获取的TerraSAR-X影像得到的沉降速率图还表明:基于序列高分辨率SAR数据不仅可以监测地面沉降,还可对大型单体建筑物及地铁等线状地物进行形变监测,证实了PSInSAR方法的有效性和应用潜力.     

地面沉降的自动化监测系统

文中介绍了一种地面沉降自动化监测的系统方案，该系统是由上位机和下位机组成的分布式结构，数据传输通过公用电话网实现。系统的硬件部分包括位移传感器、控制主机、现场模块控制单元以及调制解调器等，其中传感器应用了CCD(电荷耦合型固体摄像器件)技术，精度可达到0．1mm以上。整个系统均在系统控制软件环境下进行，通过它，可任意设置监测计划，如：每小时测2次或更多；还可以随时了解系统设备的工作状况。通过在长江三角洲地区的数月实地使用，认为这套系统具有精确、可靠、自动化程度高等优点。可以满足实际需要。虽然，自动化技术已广泛应用于许多领域，但在地面沉降监测方面还不多见，有望此项工作能对相关研究有所帮助。     

基于InSAR技术的大同市云冈矿区地面沉降监测

大同市煤炭资源丰富,但煤矿开采活动造成的地面沉降等地质环境问题一定程度上制约着矿区发展。为监测大同市云冈矿区的地面沉降特征,基于哨兵-1A卫星数据,文章使用星载合成孔径雷达差分干涉测量技术(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,D-InSAR)技术处理2020年6—7月的2景影像,初步获取矿区沉降区域特征,监测区最大沉降量达4.6 cm/36 d;采用小基线集差分干涉技术(Small Baseline Subset InSAR,SBAS-InSAR)处理2019年1月—2020年12月的24景影像,得到监测区部分沉陷区域的长时间序列形变量,该形变量与2020年1月—2020年9月的同地区25景影像数据永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scattered Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)监测形变空间分布一致,形变趋势吻合。综合以上3种InSAR监测结果表明,监测区内存在多达12个明显快速沉降区,均分布于矿区内,其中最大沉降速率达180 mm/y,2019—2020年最大累积沉降量为333 mm,东南部城市区域没有明显形变迹象。研究结果为矿区沉降监测及合理开采提供科学依据。     

北京地面沉降InSAR监测效果分析

在分析北京地面沉降灾害现状、现有监测方法和技术手段基础上,对LglnSAR监测与传统分层动态监测、高精度水准测量、GPs测量等在区域地面沉降监测时效性、精确性和经济性等之间的差别,并以北京地铁13号线地面沉降InSAR监测为例,分析其优势与不足,为优化北京地面沉降监测资源、全面开展线性工程地面沉降灾害监测提供参考,以助于推进首都减灾防灾工作进程。     

GPS-RTK监测大范围地面沉降的试验研究

在各种不同监测距离和监测时段,采用GPS-RTK测量模式对大范围地面沉降进行了现场监测。通过对试验结果的分析研究,获取了GPS-RTK监测大范围地面沉降时距离和时间的长短对监测结果影响的一些重要技术参数,这对GPS- RTK测量模式应用于实际地面沉降监测以及GPS-RTK的测量立法具有重要参考意义。     

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.     

基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统

光纤监测技术具有分布式、精度高等特点,在地面沉降监测中具有独特优势。但受限于监测成本较高与监测环境复杂,目前地面沉降光纤监测多通过人工采集数据,限制了在特殊环境变化情况下地面沉降的实时信息获取。文章在地面沉降钻孔全断面光纤监测技术的基础上,设计并建立了基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统。该监测系统利用弱反射光栅、时分复用、物联网和数据库等技术,通过4G无线通信手段实现了地面沉降在线自动化监测和远程数据实时采集,并通过客户端系统软件实现数据的存储、查询和分析。将其应用到衡水地区地面沉降监测中,结果表明:钻孔内土层压缩变形主要发生在以黏性土为主的隔水层（Ad2、Ad3、Ad4）;受季节性地下水开采的影响,钻孔100～400 m深度范围内砂土含水层存在波动变化,在监测期内,冬季略回弹,随后春季地下水开采量增大,地下水位下降,土层呈现压缩趋势。监测结果验证了该系统的可行性与准确性,使得整个地面沉降监测流程趋于自动化、规范化和低成本化,具有广泛的应用前景。     

基坑降水引起地面沉降的实时预测

由于基坑降水引起周围土体应力的重新调整,造成基坑相邻建筑物地基不均匀沉降,情况严重则造成相邻建筑物破坏,因此对不均匀沉降量的预测具有现实意义。利用地下水动力学的非稳定流原理及土力学基本理论,介绍了基坑降水设计中引起周围地面沉降的实时预测方法,探讨了不同土层在降水过程中孔隙水压力消散对土层固结的影响,通过实例分析了公式中不同参数的取值合理性,编制了相关程序。该方法对分析、预测由于基坑降水所引起的周围地面沉降有一定参考价值。     

三维区域地面沉降数值模拟

由于地裂缝研究及地表变形监测技术（例如GPS,InSAR等）的快速发展,抽取地下水引起的地层水平位移受到关注。传统区域地面沉降模型虽然求解快速但不能模拟水平位移;比奥模型虽然能够模拟土体的三维变形,但模型求解的计算量较大,较少应用于大尺度的区域地面沉降数值模拟。为解决以上问题,推导了解耦三维地面沉降数学模型,模型推导过程显示：比奥模型假设法向总应力和不变,则可简化为解耦三维地面沉降模型;解耦三维地面沉降模型假设土体仅有垂向一维变形,则可简化为传统区域地面沉降模型。同时通过数值试验验证了解耦三维地面沉降模型可以作为比奥模型的替代模型和传统区域地面沉降模型的改进模型,用来模拟抽取地下水引起的三维区域地面沉降。