基于时序InSAR技术的西安地铁沿线沉降监测及预测分析

城市轨道交通建设和运营造成的地铁沿线及周边区域的地表沉降,给地铁的安全运营带来极大的隐患,甚至造成严重的经济损失和不良的社会影响.本文以西安市地铁沿线地面形变现象为研究对象,利用覆盖西安市2017—2021年的44景Sentinel-1A影像数据,采用SBAS-InSAR方法获取地铁网络沿线的地表形变信息,并基于SVR模型和LSTM模型对典型地铁站点地面沉降进行预测分析.研究发现：(1)西安市地铁沿线呈现不同程度的地表形变现象,抬升区域主要集中在鱼化寨地区、电子城地区、西安城墙的南部,抬升速率最大为25 mm/a;(2) 2号线的南部、5号线的东西两段以及9号线的东段是沉降发生的主要路段,且5号线沿线整体不均匀沉降现象较为严重,最大沉降速率为32 mm/a,最大累积沉降量达130 mm;(3)通过不同预测模型实验对比,发现LSTM模型精度较高,预测结果显示2、5、9号线典型沉降区域未来四个月以每月约2.3 mm的最大速率继续沉降,需对典型沉降段进行持续监测．     

SBAS-InSAR技术在特大型滑坡变形监测中的应用

利用SBAS-InSAR技术对滑坡易发区域进行时序变形监测是研究滑坡机理和预防灾害的重要途径。文章利用SBAS-InSAR技术对甘肃省甘南州舟曲县果耶镇磨里滑坡灾害进行时序变形特征分析,基于2018—2021年光学遥感影像数据获取磨里滑坡所在区域的变形分布图和时序变形特征,再结合其他勘查成果资料验证变形监测结果的准确性,证明SBAS-InSAR技术在特大型滑坡变形监测中的可靠性。结果表明：(1)磨里滑坡滑坡平面形态呈“长舌状”,滑动方向最大长度1 500 m,滑坡体上窄下宽,平均宽度240～530 m,面积53×10⁴ m²;(2)磨里滑坡前部变形速度大于中后部,前缘局部形变速率最大可达140 mm/a;(3)磨里滑坡还在不断地发生变形,应进一步加强变形监测,做好应急避险和搬迁避让的措施。研究可为该地区特大型滑坡复活破坏机制和应急处置提供参考。     

Kalman滤波在沉降监测数据处理中的应用

将卡尔曼滤波应用于建筑物变形监测数据分析,给出了离散卡尔曼滤波模型的建立思路及相应的精度评定公式,结合西安市某建筑物沉降观测数据,建立了相应的离散卡尔曼滤波数学模型,通过Matlab编程对观测数据进行处理,成果图像显示滤波值曲线与原始观测数据曲线的变化趋势基本一致。该模型较好地模拟了建筑物沉降的变化规律,对于改善沉降监测数据处理的精度效果非常理想。     

应用StaMPS-PS监测惠州地表沉降时空演化

合成孔径雷达干涉测量(INSAR)是开展地灾监测预警重要途径.通过获取2015年12月至2018年2月欧空局环境监测卫星IW模式下Sentinel-1A影像数据,利用StaMPS-PS (Stanford Method for Persistent Scatters PS-INSAR)技术,持续开展惠州市地表沉降形变监测.试验表明:惠州市整体形变较小,StaMAP-PS模型平均形变速率在-3～3 mm/y之间,累积沉降量最大为-24 mm,抬升量最大为8 mm.龙门县南部地区和博罗县城区有部分下沉情况,最大形变速率达到-12 mm/y;惠城、惠阳区及惠东县近海域有部分地区出现轻微的抬升,但不超过3 mm/y.     

高层建筑物沉降监测数据分析

通过对高层建筑物的沉降进行跟踪观测,获得建筑物沉降的准确数据.分析地基在不同荷载作用下随时间沉降的规律,为高层建筑物施工和运营安全提供数据保证.通过对建筑物野外观察及沉降数据讨论,分析建筑物沉降原因.     

Sentinel-1A在西南煤矿区地表沉陷监测中的适用性分析

地表沉陷对人类安全生产和生活造成严重影响,而非法采煤活动更易导致此类事件的发生,研究如何高效地对地下采煤活动进行监测具有重要意义.本文从面散射去相关、体散射去相关和形变梯度三个方面,分析了Sentine-1A在盘州市地下采煤导致的地表沉陷监测中的适用性;使用干涉相位图计算形变区边界及其相位形变梯度,与参考图形和参考梯度...     

广州地铁西村站近接桩基沉降现场监测方法及其应用

以广州地铁西村站近接9组桩基施工为例,运用三维数值模拟技术,研究了近接桩基沉降现场监测方法,建立了西村站近接桩基沉降控制标准、监控量测管理等级和监控量测频率。对西村站9组近接桩基沉降现场监测值及计算值分析的结果表明：9组近接分区桩基沉降现场实测值与采取加固措施后的近接分区桩基沉降计算值基本一致,仅桩基X J27和X J31略有不同,现场实测值略大一些,桩基X J27由C区变为B区,桩基X J31由D区变为C区;桩基X J34沉降过大的原因主要是,加固措施的施工质量未达标以及开挖到桩基X J34相应位置时对围岩扰动过大;提出的广州地铁西村站近接桩基沉降现场监测方法是正确的。     

基于Sentinel-1 SAR数据的黑河上游冻土形变时序InSAR监测

多年冻土活动层变化导致冻土区大范围地面变形,严重破坏区域内基础设施和水文地质条件,亟需加强活动层季节冻融过程的观测研究.本文提出一种基于分布式目标的小基线集时序InSAR（DSs-SBAS）的冻土形变监测方法.该方法采用分布式目标提取和特征值分解算法,并结合基于地温-形变约束关系的参考点选取新策略,提高了冻土形变监测结果的时空分辨率和可靠性.以祁连山黑河西支源头的野牛沟为研究区域,通过对27景Sentinel-1 SAR影像进行时序InSAR分析,获取了2014-2016年该区多年冻土的形变时间序列和年均形变速率,并利用Stefan模型联合地温数据估算其季节性形变幅度.实地踏勘和结果分析表明：（1）研究区大部分多年冻土处于稳定状态（-1.0~+1.0 cm·a^-1）,在地形陡峭的南坡边缘及含冰量丰富的野牛沟河上游两侧沟底部分区域存在较大形变;（2）区域内冻土形变时间序列呈现年周期变化,冻土冻融形变存在季节性周期形变和季节性波动下沉两种形变特征,形变幅度和速率最大可达6.0 cm和-3.0 cm·a^-1;（3）不同区域的活动层冻结/融化始日和冻土形变存在明显差异,主要和冻土地貌、土壤类型以及活动层厚度有关.本文提出的方法在青藏高原多年冻土区大范围冻融监测和活动层厚度反演研究方面具有很大的应用潜力.

     

GPS技术在上海市地面沉降研究中的应用

上海市自1998年开始开展了利用GPS技术监测地面沉降的研究,先后进行了可行性论证、GPS基准网建设、数据处理和平差方法的探索等一系列课题的研究,并布设了由34点组成的覆盖整个上海市的地面沉降监测基准网.为了进一步提高基准网的监测精度和沉降监测的时空分辨率,于2004年又布设了4个24小时连续运行的GPS固定站,对上海市地面沉降实施连续监测.为了考查GPS沉降监测的大地高可能达到的精度,研究合理的观测纲要与数据处理方案,本文在介绍并总结了上海市地面沉降GPS监测工作的同时,分析了GPS沉降监测基准网前后6期的观测数据.数据分析采用GAMIT/GLOBK软件包和GPS_NET软件,计算结果表明,在基线边长达到30～40km时,GPS在大地高方向上的中误差仍可控制在2mm左右,由此推算GPS监测地面沉降的分辨率在3mm左右,完全能够满足上海市地面沉降监测的需要.     

L和C波段雷达干涉数据矿区地面沉降监测能力分析

雷达成像的波长、入射角、地面分辨率等参数严重影响着SAR差分干涉测量地面沉降的监测能力和精度,论文通过理论推导和矿区实际沉降差分干涉相位模拟,从监测到的最大沉降梯度和沉降量、保相能力、对微小沉降的敏感程度等方面对L和 C波段雷达干涉数据的矿区地面沉降监测能力进行分析;精化双轨D-InSAR数据处理的流程、方法和相应参数,使用ALOS PALSAR和ENVISAT ASAR数据获取济宁某矿区2009年12月到2010年02月期间更为精确的矿区地面沉降结果,并对沉降结果进行详细比较和系统分析.理论推导、相位模拟和真实数据实验都表明,相对于C波段的雷达干涉数据而言,L波段雷达干涉数据具有较强的保相能力,能够更好地降低失相干和相位不连续性的影响,更容易监测到沉降梯度和沉降量较大的矿区地面沉降,但对微小矿区地面沉降的敏感程度较低.     

基于PS-InSAR技术和遗传神经网络算法的矿区地表沉降监测与预计

针对传统雷达干涉测量技术(D-InSAR)易受大气相位延迟和失相关的影响以及传统BP算法依赖于初始权值和阈值问题.本文采用了(PS-InSAR)技术对矿区地表沉降进行了监测,并提出采用遗传算法(GA)对神经网络(BP)算法的初始权值和阈值进行筛选.首先利用PS-InSAR技术获取矿区地表沉降范围和沉降值,然后将其部分结果作为遗传神经网络(GA-BP)算法的训练样本建立预测模型参数.选取宿州市矿区19景Sentinel-1A雷达数据进行实验分析,结果表明,PS-InSAR技术能够很好监测矿区地表沉降,最大沉降速率为45 mm/a.分别取训练样本数为1000、2000、3000和4000利用GA-BP算法对矿区地表沉降进行预测,得到最大残差分别为6.8 mm、0.44 mm、0.36 mm、0.28 mm;均方误差分别为3.85 mm、3.26 mm、2.98 mm、1.61 mm,表明本文提出的GA-BP算法能有效预测矿区地表沉降,并且在训练样本数量较多时预测效果和预测性能较好.     

结构性参数在黄土地基沉降计算中的应用研究

弦线模量法建立了考虑黄土基本物性指标及附加应力综合影响的弦线模量函数,应用分层总和法计算黄土地基的变形量,并在陕西关中黄土地区工程实践中获得良好的预测结果,而在分析兰州等其他黄土地区地基沉降时,结果出现偏差,究其原因,与计算中忽视了天然状态下黄土的结构性特征有关。以弦线模量法为基础,通过西安近郊4处土样试验和大量载荷试验资料,分析黄土的构度指标与压缩模量、孔隙比、含水量的关系,并将构度指标引入弦线模量表,深化结构性参数在地基沉降变形计算中的理论。     

D-InSAR技术在矿山沉陷和地面沉降监测中的应用

差分雷达干涉(D-InSAR)测量技术,是合成孔径雷达(SAR)卫星应用的一个拓展。雷达图像的差分干涉图可用于监测厘米级或更微小的地面形变,具有全天候、大面积监测地面沉降和矿山沉陷的优势,本文以武安矿山沉陷和沧州市地面沉降监测为例,介绍了这一新技术在灾害监测领域中的实际应用。     

非等步长GM(1,1)模型在建筑物变形监测中的应用研究

将灰色系统理论应用于建筑物变形监测数据分析,针对观测周期的不确定性因素,提出使用非等步长GM(1,1)模型进行监测,并用最小二乘法求解模型参数,给出模型精度的检验方法,并以实际的建筑物的沉降观测数据为例说明应用此方法的全部过程,将分析和预测结果与传统GM模型进行比对,获得了更好的拟合数据和预测数据,且精度更高。     

地磁极化方法在阿拉善5.0级地震中的应用研究

以西北地区甘青两省地磁资料为研究对象, 应用地磁极化方法对其进行处理和分析, 发现在2017年6月3日阿拉善5.0级地震前, 震中附近地磁台站同步出现了极化超阈值现象, 异常特征如下: ① 阿拉善5.0级地震前出现了3次极化值高值异常, 时间上反映地震的短期特征; ② 3次发生异常的台站数量逐次增加; ③ 3次异常的幅值逐渐增大; ④ 3次异常持续时间依次增大。 ⑤ 3次极化异常空间分布范围随地震的临近而逐渐增大。     

GPS在山区滑坡变形监测中的应用

山区滑坡的稳定性一直是倍受关注的一个重要安全问题。本文讨论了滑坡位移传统监测方法的缺陷和新型的基于GPS的自动监测技术所具有的独特优势,介绍了适用于山区公路滑坡位移监测的高精度的GPS技术。实践表明,采用GPS技术进行山区滑坡的稳定性监测,具有可操作性更强、精度更高、不受气候条件约束以及高度自动化等优点,能够为预测边坡可能出现失稳破坏的部位和变形破坏时间提供更可靠的监测资料,因而GPS监测技术值得在山区滑坡的变形监测领域中推广使用。     

卫星遥感技术在火山监测中的应用

作为一门新兴技术，卫星遥感已被有效地应用于火山活动监测、通过SAR(合成孔径雷达)和InSAR(合成孔径雷达干涉成像)资料可以监测火山地表形变、使用热辐射数据以及将遥感与其它技术相结合能够研究火山区的热活动和火山喷发物。在我国的火山监测中，广泛地应用卫星遥感技术是非常必要的。     

初动在核爆监测中的应用及分析

核爆炸与地震相比,围绕爆炸源的初动具有更多的向上记录和更高的振幅周期比,初动可以作为核爆与地震的一个识别标志。某些核爆炸的向下记录。或许是由于低信噪比的原因,记录到的是初至波的第二个半周;其余的也许是由于近P波走时曲线的反射波造成。     

极化方法在分析地磁秒数据异常信息中的应用

采用极化分析方法处理地磁秒数据.对不同台站地磁秒数据进行分析发现,极化值在地震发生前约2个月内有明显异常,且在傅里叶频谱上表现不太明显.另外,不同地磁分量的极化值映震效果不同,大部分震例极化值升高、振幅增大,小部分震例极化值低值、平稳.研究认为,该方法可以用于地磁秒数据震磁异常信息提取.