星载InSAR技术在滑坡地质灾害专业监测预警中的精度分析

星载InSAR技术是一种卫星对地观测技术,精度高、覆盖范围广,被广泛用于各种滑坡监测。分析了星载InSAR技术原理,探讨了星载InSAR技术在滑坡地质灾害专业监测预警中的精度情况,并就误差控制展开详细论述,最后就重庆市武隆区石桥乡场镇滑坡群地质灾害一级专业监测预警项目中星载InSAR技术的应用情况进行了具体论述。     

L波段ScanSAR模式在滑坡早期识别中的应用

针对L波段ScanSAR模式雷达数据滑坡识别能力应用有限的问题,通过距离向频谱分割方法估计电离层相位,以提高InSAR的监测精度,并探讨利用ScanSAR模式进行InSAR滑坡早期识别应用的可行性。     

利用InSAR和GPS形变数据反演断层深部滑动的敏感性分析

为探究InSAR和GPS形变数据对断层深部滑动的敏感性,分别模拟走滑断层、正断层和逆冲断层在不同深度的滑动分布模型,并基于不同精度的InSAR和GPS形变数据反演了3类断层在不同深度位置的滑移分布。对3类断层的结果进行对比分析发现,实验得到的结论具有较好的一致性。结果表明,在相同深度时,基于高精度InSAR和GPS形变数据反演的深部滑动残差较小,而基于常规精度InSAR数据反演结果的残差较大;随着深度的增加,反演深部滑动的探测性呈逐步下降的趋势,其中基于高精度InSAR和GPS数据的滑动探测性高于基于常规精度InSAR的滑动探测性。当InSAR和GPS数据精度相同时,维度对断层深部滑动的探测性有一定影响。     

编队卫星InsAR系统的相位同步分析

编队卫星InSAR系统属多基雷达系统,依靠编队卫星构型形成干涉所需的基线。一发多收工作模式下的编队卫星InSAR高程测量系统,协同工作的雷达间必须建立时间同步、相位同步和空间同步,其同步精度将影响InSAR系统的功能与性能。三大同步中,相位同步误差直接影响SAR复影像的相位误差,从而影响系统的高程测量精度。本文根据编队卫星条件下SAR成像的要求,对相位同步的要求进行了分析,并给出了由于相位不同步所引起的相位误差对InSAR高程测量精度影响。分析结果表明,编队卫星InSAR系统对于相位同步的要求包含两个方面:一是为保证被动雷达能够对回波实现相参成像,在整个合成孔径时间内,主动和被动两个雷达在载波相位上必须保持确定和可知的关系,且其差值随系统距离向分辨率的不同必须限定在一定范围内;二是在整个干涉数据的录取时间里,主动和被动两个雷达载波相位同步误差不能超过高程测量的精度要求所允许的误差。     

应用InSAR技术测量矿山沉降与变化分析——以河北武安矿区为例

卫星合成孔径雷达干涉(InSAR)技术,已经发展成为一种测量地表微小形变的有力工具。河北省武安地区,采矿活动造成多处矿山出现不同程度的地面形变,引起较多的地质灾害,测量沉陷的位置和强度,分析其变化趋势,才能制定相关治理措施。本文利用InSAR技术处理了自1992年以来该地区积累的数十景Jers-1和ENVISAT雷达数据。经过对数据的时相、基线距等的参数分析,选择了最优的像对组合,确定了可行的处理方案,获得了不同像对的差分干涉图像,从而获得了不同时期采矿造成的地面沉降分布及幅度信息。以惠兰村为例分析了矿区沉降区域和沉降量的演变过程。通过测量河北武安矿山开采沉降的InSAR技术应用,总结了干涉技术的处理流程及关键技术;最后,对干涉处理结果进行了评价分析。     

多轨道时序InSAR拟稳基准平差方法研究

以我国重点沉降区(华北平原)为研究区,分析多条相邻轨道InSAR监测结果中入射角差异、形变参考点差异和大气相位差异的影响,通过引入拟稳基准平差方法,综合考虑水准基岩点、InSAR形变参考点、CORS站等因素选取拟稳点,对研究区InSAR监测结果进行稳定性分析。采用拟稳基准平差方法对时序InSAR监测结果进行整体平差,实现大范围多轨道InSAR垂直形变场基准统一。基于InSAR相邻轨道重叠区多余观测值对平差结果进行内符合精度检验,拟稳基准平差后平均误差优于5 mm,中误差优于9 mm;基于CORS站垂直位移监测结果对平差结果进行外符合精度检验,两者吻合程度较好。     

InSAR同震形变场及其在震源参数确定中的应用研究进展

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是20世纪70年代发展起来的一种空间大地测量技术,具有全天时、全天候、高精度、广域覆盖的优势,自20世纪90年代以来在地震地壳形变监测研究领域得到了广泛应用,对地震发生机理研究具有重要意义.尤其是InSAR技术观测的同震地壳变形结果可以为分析发震断层几何学特征和动力学机制提供重要约...     

基于InSAR技术的地面沉降监测研究

针对传统监测技术GNSS、水准测量等难以开展大范围、高精度和高空间分辨率的地表沉降监测工作,采用InSAR技术对某城市17景TerraSAR-X数据进行分析处理,得到2012~2013年度的地面沉降信息,采用水准与InSAR同步观测方式,开展地面沉降星地一体化同步观测实验研究,利用水准观测结果对InSAR技术地面沉降监测的精度进行分析评价,结果表明InSAR地面沉降监测具有较高精度,为同类地质灾害、地面裂缝监测提供参考。     

一种基于TerraSAR数据的矿区InSAR最大可检测动态形变梯度模型

受传感器本身的限制及噪声、大气延迟等影响,InSAR技术可检测的最大形变梯度存在极限。为准确预计InSAR技术在矿区形变监测中的检测能力,以65个矿区的地质采矿资料为基础,结合Knothe时间函数和概率积分模型,利用不同空间分辨率的TerraSAR数据,建立矿区InSAR最大形变梯度动态检测函数模型。该模型无需事先获取SAR影像,利用矿区现有的地质采矿资料即可判断InSAR在矿区不同开采阶段的可检测区间。以陕西大柳塔矿区为例,采用2012-11-21~2013-01-26的7景TerraSAR数据进行模型验证,结果表明,该模型不仅能够准确预测InSAR技术在矿区不同开采阶段的检测区间,同时可以确定InSAR技术在矿区不同开采阶段的地表可检测边界,可为InSAR技术在矿区中的推广应用提供重要参考。     

InSAR技术和孕灾背景指标相结合的地灾隐患识别

合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,简称InSAR)是获取地表形变的重要手段,由于InSAR数据获取的限制和数据处理中产生的精度误差等问题,在地灾隐患识别方面的工作还需要联合地质灾害本身进行分析。为此提出了一种基于InSAR技术与研究区孕灾背景指标相结合的方法,并将其应用于三峡库区巴东段的地灾隐患识别研究中。研究结果表明,使用ALOS-2 PALSAR雷达影像,应用时序InSAR技术得到了研究区的变形空间分布和变化速率,并结合研究区的孕灾背景,将易发性等级、坡度、工程岩组和是否与灾害目录重叠4个指标作为地灾隐患判别的指标,综合识别出19处疑似地灾隐患区,然后对疑似地灾隐患区进行了逐一野外核查,经验证地灾隐患识别成功率为78.9%。研究成果证明了将InSAR技术和孕灾背景相结合进行地灾隐患识别方法的可行性,可在区域灾害识别中发挥重要作用。     

InSAR技术在火山监测研究中的应用

介绍了InSAR技术的发展、数据处理流程及其应用于火山形变监测中的几个实例．并对InSAR技术应用于火山研究应注意的几个问题进行了讨论。     

中国玉树 Mw6.9地震InSAR地表形变特征分析

利用ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR雷达遥感干涉像对,获取了2010年4月14日玉树 M w6.9地震的InSAR同震形变场.对形变结果的分析表明:至少有3次地表破裂;沿断层走向的形变分布范围远大于垂直断层分布范围,且对断层两侧的影响范围在10 km左右;最大的视线向形变量达54 cm,最大水平位移达180 cm;形变分布特征与左旋走滑断层特征吻合.对比ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR的形变测量结果,发现两种模式获取的结果非常一致.另外基于InSAR获取的宏观震中与野外考察结果也非常一致,表明InSAR是宏观震中快速定位的简单快捷方法.     

基于InSAR的涩北天然气田地表形变监测与开采特征反演

利用多颗SAR卫星数据,使用时序InSAR技术恢复涩北气田自1996年正式开发以来的地表形变时间序列。结果表明,涩北1号气田地表1996～2003年保持稳定,2003～2005年出现明显隆升,2005～2018年快速沉降。此外,本研究基于均匀弹性半空间模型反演涩北1号气田在2015～2018年天然气开采与地表形变之间的关系。研究表明,随着天然气开采量的增加,涩北气田地表沉降量也随之增加,而开采深度则先增加后稳定,并于2017年后稳定在2 300 m。本研究还计算InSAR反演的地下天然气储层在标准状态下的体积,结果显示,InSAR反演结果与实际统计数据差异极小,表明InSAR监测和反演结果具有可靠性。本文结果可为涩北气田的安全生产以及周边基础设施的健康运行提供重要的地表形变数据。     

InSAR滑坡探测技术研究——以金沙江乌东德水电站段为例

采用3类InSAR产品和DEM数据开展金沙江流域乌东德水电站段的潜在滑坡探测,成功识别出多处已知和未知的滑坡点,并探测出滑坡体的形态及稳定性,提供了一种高效的大范围滑坡探测技术。同时采用小基线集InSAR技术对金坪子滑坡进行监测,不仅获得该滑坡的空间分区特征,也获取重点滑坡区的时间序列结果,并且与地面监测结果比较,精度达1.8 cm。展示了不同InSAR技术在不同尺度滑坡调查与监测中的应用特点。     

西南山区大型水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测研究进展

我国西南山区大型水电工程大量建设于金沙江、澜沧江、雅砻江流域,但是这些流域复杂的地层、岩性、构造、水文等地质条件导致水电工程库岸滑坡灾害分布广泛,多发频发。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术凭借其覆盖范围广、监测精度高、不受云雾遮挡等特点为水电工程库岸滑坡早期识别与监测带来了新的机遇,在近年来得到水电工程建设及库岸地质灾害防治相关领域的极大重视。基于此,对西南山区大型水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测的应用概况进行了梳理,从研究时间、研究内容、研究对象等多角度进行了分析;对水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测技术的研究现状、研究热点进行了归纳与总结,揭示了以白鹤滩水电站为里程碑,水电工程库岸滑坡早期识别与监测目前已开始进入InSAR技术应用与研究的爆发阶段;最后,探讨了水电工程全生命周期(蓄水前阶段、蓄水阶段、蓄水后阶段)对InSAR技术的不同应用需求与算法适用性。随着SAR数据质量提升与算法进步,InSAR技术必将常规化地参与到水电工程全生命周期库岸滑坡的识别与监测工作中,为水电工程库岸滑坡的早期识别、监测预警、触发机理研究及灾害防治等提供重要支撑,提升我国水电工程库岸...     

GPS/VLBI/SLR/InSAR组合在地球动力学研究中的应用

详细探讨了InSAR技术应用于地球动力学研究的巨大潜力和优势；讨论了InSAR与GPS等其它空间技术组合的可能性。提出了GPS／VLBI／SLR／InSAR组合的新设想，并详细讨论了该方法在地球动力学、现代地壳运动、地球体积和形状变化研究中的应用。在具体组合应用中，针对地壳不同形变特征给出了3种不同的数学模型。     

利用附加系统参数的GPS-InSAR综合形变模型建立三维形变场

在有效融合GPS与InSAR两种对地观测技术提高地表三维形变监测精度时,针对InSAR监测结果中可能存在的系统偏差,建立了附加系统参数的综合形变分析模型。该模型以高精度的GPS观测数据作为强约束,将InSAR数据中的系统误差综合影响用函数拟合的方法进行补偿。模拟数据和实测数据计算表明,附加系统参数的综合形变分析方法在E、N、U3个方向的精度都有所提高,其中以U方向最为显著。     

格仁错断裂现今地壳运动特征的InSAR监测与分析

基于干涉合成孔径雷达(InSAR)技术,获得格仁错断裂高空间分辨率的地壳形变速度场,并以此为约束,利用深浅部震间断层位错模型反演断层面上的滑移速率与闭锁深度.结果 表明,格仁错断裂性质为右旋走滑,断层两侧存在差异运动,断层上的差异运动自西向东逐渐减弱;InSAR变形结果与GPS观测结果高度一致,远场LOS向最大形变差异...     

时序InSAR解译2017~2020年北京地面沉降时空变化

利用合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术对2017-06~2020-06期间获取的Sentinel-1数据集进行处理和分析,获取北京近几年地面沉降区域的时空分布特征。结果表明,北京地表形变呈现5处沉降区,最大年形变速率为-111.3 mm/a。将InSAR结果与GPS观测资料进行对比,验证了时序InSAR的有效性。对比2018年和2019年的年形变速率可知,各个沉降范围内的沉降面积均在减小,且沉降减缓的面积远大于沉降加速的面积。局部调查后发现,5处沉降区除1处仍在加速沉降外,其他4处的沉降速度均在减缓。     

基于Sentinel-1数据的鲜水河断裂带震间形变监测

基于Sentinel-1卫星数据,利用InSAR技术获取鲜水河断裂带2015~2018年的震间形变速率场。研究表明,InSAR结果的可靠性较高,且与GPS监测结果具有很好的一致性。形变速率场显示,鲜水河断裂具有明显的左旋走滑运动特性,断层滑动速率约为7~11 mm/a,自北向南存在递减趋势,且在2014-11 M6.3康定地震附近,由于受到震后余滑影响,滑动速率达到15 mm/a。