基于SBAS-InSAR技术的填海造陆区地表形变监测与分析——以天津港为例（英文）

为了探究SBAS-InSAR技术在海岸带填海造陆区形变监测的适用性,本文基于28景Sentinel-1A影像,利用SBAS-InSAR技术获取了天津港填海造陆区2018年1月至2019年11月的地表形变信息,揭示天津港填海造陆区的地表形变特征,并分析沉降速率与填海造陆的时间、土地利用类型的关系。结果表明：天津港填海造陆区具有沉降速率范围跨度大、不均匀沉降和多个沉降漏斗的特点,沉降速率范围为-74.9-19.7 mm/a;沉降速率与填海造陆时间成反比,早期填海造陆区沉降速率较小,新填海造陆区沉降速率较大;不同土地利用类型的沉降速率差异大。该研究验证了SBAS-InSAR技术在填海造陆区形变监测应用的可行性,为海岸带、海岛礁、滩涂等沿海地区的地面沉降的监测与分析提供了思路。     

基于SBAS-InSAR技术的填海造陆区地表形变监测与分析——以天津港为例

为了探究SBAS-InSAR技术在海岸带填海造陆区形变监测的适用性,本文基于28景Sentinel-1A影像,利用SBASIn SAR技术获取了天津港填海造陆区2018年1月至2019年11月的地表形变信息,揭示天津港填海造陆区的地表形变特征,并分析了沉降速率与填海造陆的时间、土地利用类型的关系。结果表明：天津港填海造陆区具有沉降速率范围跨度大、不均匀沉降和含多个沉降漏斗等特点,沉降速率范围为-74.9～19.7 mm/a;沉降速率与填海造陆时间成反比,早期填海造陆区沉降速率较小,新填海造陆区沉降速率较大;不同土地利用类型的沉降速率差异大。该研究验证了SBAS-InSAR技术在填海造陆区形变监测应用的可行性,为海岸带、海岛礁、滩涂等沿海地区地面沉降的监测与分析提供了思路。     

基于SBAS-InSAR技术的长沙城区2017-2020年地表沉降监测

近年来长沙市由地面沉降导致的地质灾害问题频繁发生。针对这一问题,利用94景Sentinel-1A卫星影像,基于时序SBAS-InSAR技术,获取了长沙市主城区2017年3月~2020年5月间的地表沉降速率和累积形变。估计的地表形变速率与长沙市GPS连续运行参考站观测的地表沉降速率高度吻合。结果表明:在长沙市5个主城区中,开福区地面沉降范围最广,岳麓区和雨花区次之,芙蓉区和天心区沉降区较少;最大累积沉降量达225mm,平均沉降速率达74 mm/年。研究结果表明长沙市区地面沉降多由地面和地下工程建设引起。     

基于PS-InSAR的广西北部湾沿岸形变探测及成因分析

受强降雨等极端天气影响,广西地区沉降地质灾害频发。为保障区域可持续发展,利用36景Sentient-1A卫星影像,探究广西北部湾沿岸地区土地形变情况并分析其成因。首先基于PS-InSAR技术和SBAS-InSAR技术,获取2018年1月～2020年12月广西北部湾地区地表沉降信息。结果表明：两种方法具有高度一致性,研究区域最大累计沉降量达-78.1 mm,最大平均形变速率为-22.664 mm/a。其次结合降雨量数据与人类活动强度,分析地表形变成因,结果进一步表明：广西北部湾地区累计沉降量与人类活动强度呈现正相关;每年7、8月雨季时,地表形变速率提高,雨季结束后,部分地面出现抬升。人类活动与降雨是导致广西北部湾地区大面积不规则沉降的重要原因。     

基于Hough变换的DInSAR环状地表形变区自动提取

针对当前DInSAR地表形变区检测依赖于人工的现状,提出基于Hough变换的环状地表形变区自动提取方法。该方法在外部DEM的辅助下,由干涉数据获取去地形效应的差分干涉图,在对差分干涉图进行边缘提取的基础上,利用Hough变换实现环状地表形变区的自动提取。采用青海门源震区Sentinel-1A数据和山东济宁矿区ALOS PALSAR数据分别进行环状地表形变区自动提取实验,验证了本文方法的有效性。     

苏州无锡常州城市群地表沉降监测

InSAR技术作为一种遥感技术,具有大范围、高精度监测的优点,可以应用于大范围的城市群地表沉降灾害监测。但目前对于苏州无锡常州城市群的监测研究相对较少。以苏州、无锡、常州城市群为例,使用两个轨道共104景哨兵数据,以一种改进的PS-InSAR技术获取了2019年这3个地区的地表沉降结果。结果表明:苏州和常州的沉降面积和量级都较大,最大累积沉降量均超过60mm,无锡地表沉降相对较小;沉降主要发生在沿湖沿江的农业种植区域,产生的原因可能与农业灌溉有关。最后将获取的时序InSAR结果与该地区的水准数据进行比较分析,两种数据具有良好的一致性,以水准数据为参考,InSAR数据的监测精度达到3.0mm/年,表明了InSAR形变监测的高精度和可靠性。     

MODIS遥感数据在福建省海岸带滩涂资源监测中的应用研究

以2001~2005年MODIS数据为信息源,每年选取高潮位和低潮位两个时相的MODIS数据,根据滩涂对MODIS 250 m分辨率可见光和近红外探测波数的光谱反应特性,采用波段比值算法来监测福建省海岸带的滩涂面积,并对监测结果用罗源湾和福清湾30 m分辨率的Landsat-7/ETM+影像进行验证分析,结果表明,MODIS数据的观测时间与海洋高低潮位时刻比较接近,便于对滩涂资源的遥感监测.用MODIS数据计算的滩涂面积比用高分辨率的Landsat-7/ETM+数据计算的偏高.卫星遥感监测结果表明从1986至2001年福建省海岸带滩涂面积减少了107 km2,并且从2001至2005年滩涂面积也呈现逐年下降的趋势.     

短基线集InSAR技术用于黄河三角洲地面沉降监测与人为因素影响北大核心CSCD

利用2007—2010年间存档的30景Envisat ASAR数据,运用SBAS技术对黄河三角洲地区地面沉降进行全面具体监测,获取黄河三角洲地区地表形变特征场,分析了典型沉降区形变时间序列特征,结合相关资料对三角洲地区地面沉降影响因素进行了分析。研究表明,人类活动(地下水抽取、油气开采与工程建筑等)是造成地面沉降的主要因素,油田区地表形变范围与断层存在一定相关性。     

短基线集InSAR技术用于黄河三角洲地面沉降监测与人为因素影响

利用2007—2010年间存档的30景Envisat ASAR数据,运用SBAS技术对黄河三角洲地区地面沉降进行全面具体监测,获取黄河三角洲地区地表形变特征场,分析了典型沉降区形变时间序列特征,结合相关资料对三角洲地区地面沉降影响因素进行了分析。研究表明,人类活动(地下水抽取、油气开采与工程建筑等)是造成地面沉降的主要因素,油田区地表形变范围与断层存在一定相关性。     

深圳湾海岸带景观格局变化特征和趋势预测

文章以深圳湾海岸带为研究对象,在遥感和GIS技术的支持下,应用2001年和2009年遥感影像解译信息,建立空间信息库并叠加分析,获取景观类型动态转移数据矩阵,得出2001-2009年深圳湾海岸带景观空间分布规律及其变化特征,即红树林、建设用地和河流的面积有所扩张,湖泊、滩涂沙洲、林地、浅海水域和绿地的面积有所减少。同时,应用马尔科夫模型对海岸带景观格局的变化趋势进行预测,得出浅海水域、滩涂沙洲、湖泊、林地和绿地的比重将继续下降,建设用地和红树林的比重将持续上升,河流的比重基本不变的结论。由此提出深圳湾应加强对填海造地工程的规划,保护海洋生态环境,实现科学用海和生态用海。     

珊瑚礁海岸侵蚀的研究方法

珊瑚礁海岸海滩和礁坪是海岸作用是活跃的部分，也是近几十年来与海岸发育，海岸侵蚀联系最密切的部分，这一部分高潮时被淹没，低潮时完全出露或大部分出露，使得在此进行地质填图成为可能，这样的地质图可以提供许多信息，如沉积物粒度分布规律，沉积物来源和搬运方向，海滩岩所指示的古海岸线位置，人类活动特别是海岸工程对沉积物分布的影响以及海岸线的变化过程和趋势，在礁坪上开挖的人工水道内测流，能够了解水流的性质以及是否有足够的速度搬运沉积物，从而了解人工水道对海岸的影响和预测海岸的状态，这些方法也可以用于大陆泥质和砂质第岸侵蚀的研究。     

江苏小庙洪牡蛎礁的地貌-沉积特征

利用卫星影象和野外实地勘察资料对江苏小庙洪牡蛎礁的地貌-沉积特征进行分析。结果表明，该牡蛎礁发育在强潮淤泥质潮坪上，造礁牡蛎主要是近江牡蛎和长牡蛎，表层的鲜活牡蛎为褶牡蛎。牡蛎礁区海水属盐度较高(27—30)的半成水，含沙量较大，为0．2—0．3g／L。活体牡蛎堆积体顶面高于周围潮间下带滩面1．0—1．5m。潮流较强，多在0．5—2．0m／s。海岸剖面可分为4个带，即礁后潮间带、潮沟、礁体生长带及礁前斜坡带。由于处于海岸侵蚀段，礁后潮坪缺失潮上带和大部分的潮间上带。礁后潮坪主要以粗粉砂为主，礁后潮沟冲淤变化较大，故礁体生长带时而为一沙洲，时而又与岸滩相连。礁体生长带分布在潮间下带，可看到独立的斑状礁体、带状礁体和大面积环状礁体群。环状礁的微地貌可以划分为礁塘(泻湖)、塘口和塘沟、塘口三角洲、礁墙和礁平台等。     

近30年来山东半岛北部滩涂及海岸线变化

以山东半岛北部为研究区,以烟台、蓬莱、龙口和莱州4个港口的潮情为依据,分别选取1984、1995、2005、2010、2015年的Landsat系列遥感影像,分析了山东半岛北部滩涂(含潮上及潮间带)及海岸线30a来的变化.研究结果表明:(1)研究区近30a来滩涂面积减少300.66 km2,其中潮间带面积减少了84.84 km2,潮上带面积年减少了215.82 km2,减少区域主要集中在莱州湾东南部;(2)海岸线长度呈递增趋势,30a来增加103.68 km,增长速度为3.34 km/a,增加典型区集中在莱州太平湾、龙口人工岛群、蓬莱港和烟台港等区域;(3)通过实地调研发现,盐田、养殖池的大量扩建、海岸侵蚀和入海泥沙量减少是滩涂减少的主要原因;沿海养殖池的增加和填海造陆的扩张是海岸线长度增加的主要原因.     

杭州湾沿海地区地面沉降时序InSAR监测与分析

Time-series InSAR analysis(e.g., permanent scatterers(PSInSAR)) has been proven as an effective technology in monitoring ground deformation over urban areas. However, it is a big challenge to apply this technology in coastal regions due to the lack of man-made targets. An distributed scatterers interferometric synthetic aperture radar(DSInSAR) is developed to solve the problem of insufficient samples and low reliability in monitoring coastal lowland subsidence, by applying a spatially adaptive filter and an eigendecomposition algorithm to estimating the optimal phase of statistically homogeneous distributed scatterers(DSs). Twenty-four scenes of COSMO-Sky Med images acquired between 2013 and 2015 are used to retrieve the land subsidence over the Shangyu District on south coast of the Hangzhou Bay, Zhejiang Province, China. The spatial pattern of the land subsidence obtained by the PS-InSAR and the DSInSAR coincides with each other, but the density of the DSs is three point five times higher than the permanent scatterers(PSs). Validated by precise levelling data over the same period, the DSInSAR method achieves an accuracy of ±5.0 mm/a which is superior to the PS-InSAR with±5.5 mm/a. The land subsidence in the Shangyu District is mainly distributed in the urban areas, industrial towns and land reclamation zones, with a maximum subsidence rate –30.2 mm/a. The analysis of geological data, field investigation and historical reclamation data indicates that human activities and natural compaction of reclamation material are major causes of the detected land subsidence. The results demonstrate that the DSInSAR method has a great potential in monitoring the coastal lowland subsidence and can be used to further investigate subsidence-related environmental issues in coastal regions.     

Seasonal Deformation of Permafrost in Wudaoliang Basin in Qinghai-Tibet Plateau Revealed by StaMPS-InSAR

Abstract

Permafrost is extremely sensitive to variance in external hydrothermal conditions. InSAR has advantages in monitoring surface deformation with decent temporal and spatial resolution as well as millimeter precision. In particular, the StaMPS-InSAR method can remove the disturbances of inaccurate digital elevation model (DEM), atmospheric delays and spatiotemporal decorrelation for an accurate estimation of temporal surface deformation. In this paper, a set of ascending and descending Sentinel-1 imageries spanning from March 2017 to June 2018 were acquired and processed by StaMPS-InSAR in order to investigate dynamic changes of permafrost in Wudaoliang Basin, Qinghai-Tibet Plateau (QTP). The results revealed that significant seasonal changes of permafrost, namely subsidence (thawing) in summer and uplift (freezing) in winter, can be observed throughout the Wudaoliang region. This study shows the StaMPS-InSAR analysis on Sentinel-1 datasets has great potential in regional permafrost investigation.     

粤西海岛海岸带典型地类SPOT-5影像解译标志

基于SPOT-5假彩色合成影像,在现场踏勘的基础上,对粤西海岛海岸带地物进行了全面的分析,总结了地物的遥感影像特征,建立了耕地、园地、林地、居民地及工矿仓储用地、水域和滩涂6类典型地物的遥感解译标志.采用典型样区与样点相结合的方法,对基于该解译标志提取的结果进行了踏勘验证,经检验,解译精度在90%以上.粤西海岛海岸带卫...     

TOPEX/POSEIDON高度计浅海潮汐混淆的初步分析

根据对卫星轨道特征和观测结果的分析,对TOPEX/POSEIDON(简称T/P)星载高度计在我国近海的潮致混淆现象进行了初步研究.分析表明,在浅海区T/P高度计的观测结果存在很强的潮致高频混淆.NASA分发的地球物理记录中所提供的潮汐订正值虽适用于大洋,但不能有效地除去浅海潮汐.虽然如此,T/P潮致混淆的主要频段的周期小于90d,因而可以通过滤波方法提取周期较长的海面高度季节信号,从而用于季节环流(如南海季风环流)的研究.采用FFT/IFFT方法滤波试验的结果显示,T/P的海面高度观测结果有很高的精度,滤波处理后的海面高度距平变化和地面潮位观测结果一致性良好,上、下行轨道交叉处相邻测点间的标准偏差在3cm左右,可满足南海环流研究的需要.     

海岸线提取技术研究

海岸线位置的确定是海岸带和海岛礁测绘的重要内容。快速而准确地监测海岸线的动态变化对于海域的使用管理具有十分重要的意义。遥感技术具有快速、动态、大范围、宏观等突出优势。重点介绍了基本遥感影像提取瞬时水边线,通过潮位校正进而提取海岸线的研究进展,提出了基于潮间带DEM和潮汐模型的海岸线提取方法,分析了各种提取方法的优缺点,并就其存在的不足展望了今后的研究方向。