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D-InSAR的1993-1995年苏州市地面沉降监测

本文利用欧洲空间局ERS-1/2 SAR数据,通过SAR差分干涉测量(D-InSAR)处理得到1993-1995年苏州市地面沉降场测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0.943,标准误差均值为0.1706.雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况).研究结果表明,D-InSAR技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势,同时可用于其它类型城市地质灾害的监测.     

基于D—InSAR的1993—1995年苏州市地面沉降监测

本文利用欧洲空间局ERS-1/2 SAR数据，通过SAR差分干涉测量（D-InSAR)处理得到1993-1995年苏州市地面沉降场测量值。地面水准则测量数据的验证分析表明，差分干涉测量值与水准则值量值的相关度达0.943，标准误差均值为0.1706。雷达差分干涉测量精度可达5mm（以水准则量代表地面形变的真实情况）。研究结果表明，D-InSAR技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特片研究具有很大的优势，同时可用于其它类型城市地质灾害的监测。     

差分雷达干涉测量原理及其在形变测量中的应用

介绍了差分雷达干涉测量物原理，说明了差分雷达干涉测量的几何条件，分析了雷达卫星的基线条件，图像的相关性和相位一致问题。介绍了利用这项技术在波恩地区进行的验证实验和兰德斯地震研究的结果。建议尽快开展对差分雷达干涉测量技术的研究。     

利用D-InSAR测量和高密度电阻率剖面揭示焦作市王封煤矿老采空区地面沉降机制

煤矿采空区是导致地面沉降的主要原因,其稳定过程可能需要较长时间,甚至在煤矿关闭之后仍然存在缓慢的地面沉降,这给矿区土地规划和再利用带来了巨大隐患,因此监测和研究老采空区之上的地面沉降对城市发展具有重要意义.为了有效揭示老采空区的地面沉降机制,对焦作市王封煤矿开采后地面沉降进行了合成孔径雷达差分干涉(D-InSAR)和高...     

提取地震同震形变场特征的最佳雷达波段问题研究

利用弹性形变模型, 并以走滑型断层为例, 对地震同震形变场进行了模拟研究。 结合雷达成像几何关系, 得到干涉雷达的LOS向形变场以及干涉相位条纹图像。 对比分析了不同雷达波段(X波、 C波、 L波)以及不同雷达入射角(30°和50°)的同震形变场和干涉相位图。 结果表明, 同一雷达波段不同雷达入射角的LOS向形变场会有不同的效果, 入射角逐渐增大时, LOS向形变量随之增大, 体现了发震断层走滑特征; 采用不同雷达入射角, 其探测到的地表形变垂向分量和水平分量信息量不同, 表明入射角较大或较小时能够分别较好地对地表形变的水平变化和垂向变化进行监测; 同一雷达入射角, 不同雷达波段的干涉相位条纹有明显区别, 波长越短, 干涉条纹越密集, 容易出现去相关现象, 长波长的干涉相位条纹比较清晰。 从某种意义上讲, 尽管长波长的干涉相位反映地表形变信息的细节会减少, 但受噪声影响较小, 抗干扰性能较短波长的强, 干涉像对相干性高。 地表形变表现为长期缓慢的小幅度渐变性形态, 也表现为短期迅速的大面积突发性形态。 不同雷达波长探测到的地表形变有效信息不同, 为了更好地利用干涉雷达对各种尺度和不同变化速率的地表形变进行监测, 需要在满足精度的条件下尽可能地选择波长较长及多样化的雷达数据。     

激光实时干涉计量技术和雷达差分干涉技术测量形变的对比研究及其意义

分别叙述了激光干涉技术和雷达差分干涉技术的原理及应用. 采用激光实时干涉计量技术实验室观测试样在加压过程中的形变,研究不同破裂孕育区所表现的不同应变异常场特征. 采用雷达差分干涉技术可以测量地形及地表形变,并且有西藏玛尼、张北——尚义等地震前后的形变测量结果. 指出激光实时干涉计量技术与雷达差分干涉技术相似,都是以条纹变化图研究形变异常场特征. 因此, 对雷达差分干涉技术测量的孕震过程中的形变场,特别是临近大震发生前的形变场特征进行观测和以激光干涉技术进行实验及对比研究均将很有意义.      

星载D-INSAR技术及初步应用——以西藏玛尼地震为例

近 10a来 ,干涉合成孔径雷达 (INSAR ,InterferometricSyntheticApertureRadar;简称 :干涉雷达 )测量技术取得了令世人瞩目的成绩 ,已成为极具有潜力的空间对地观测新技术。较详细地介绍了干涉合成孔径雷达、差分干涉合成孔径雷达 (D -INSAR ,DifferentialINSAR ;简称 :差分干涉雷达 )技术的基本原理 ,并以 1997年 11月 8日西藏玛尼地震为例 ,通过三通差分干涉处理 ,获取了玛尼地震前后的地表变形场。通过分析可知 ,变形梯度带与发震断层平行 ,均沿NEE -SWW(2 5 0°)分布 ,断层水平错距近 5m ,最大隆起斜距向位移量为 98cm ,最大沉降斜距向位移量为 95cm     

基于SRTM DEM的二路重轨DINSAR地震形变探测--以2001年昆仑山口西MS8.1大地震震中为例

雷达差分干涉测量（DINSAR）技术能够精确测量雷达视线向的地表形变量的特性，使其成为一种新兴的地表形变遥感测量方法。2001年11月14日发生的昆仑山口西8．1级大地震是近50年来发生在我国大陆的最大规模地震。地震造成的断裂带长度约350km。文中以断裂带最西端的震中地区为实验区，选取多时相ERS-2 SAR影像和航天飞机SRTM DEM数据，采用二路重轨雷达差分干涉处理方法提取了地震形变信息并进行了对比验证。研究结果表明，采用外部DEM的二路差分方法在地形起伏大的高山地区较为有效，且昆仑山地震太阳湖南侧地震破裂带是左旋性质的。     

孕震过程中几个典型形变场的实验研究

采用激光实时干涉计量技术,观测刻有不同“构造”的试样在加压过程中的形变,研究不同破裂孕育区所表现的不同应变异常场特征。其实验结果与大同6．1级地震前后的应变场分布和运用雷达差分干涉技术测量的西藏玛尼地震、张北-尚义地震后的形变结果对比发现：（1）在一个大地震前后,孕震区出现特征形变场并可以由实验验证;（2）激光实时干涉计量技术与雷达差分干涉技术相似,激光全息技术可以在各种模拟条件下研究多种形式的形变异常场特征。建议用雷达差分干涉技术测量和研究孕震过程中的形变场特别是临近大震发生前的形变场特征,并进行相应的实验和观测研究。     

CRInSAR与PSInSAR联合探测区域线性沉降研究

本文提出一种CRInSAR与PSInSAR联合解算算法,并将该算法应用于区域线性沉降探测中.该算法将CR点上计算得出的形变速率值及高程改正值作为研究区域PS基线网络的约束,进而通过间接观测平差法估计出PS网沉降速率和高程改正值的全局最优解.算法实现了人工角反射器雷达干涉测量技术(CRInSAR)与永久散射体雷达干涉测量...     

Lithological control of land subsidence induced by groundwater withdrawal in new urban AREAS (Granada Basin,SE Spain). Multiband DInSAR monitoring

Ground subsidence in the southeastern border of the Granada Basin (SE Spain) has been studied using remote sensing techniques. Over the last decades, the region has experienced a huge urban expansion, which has caused a substantial increase in water supply requirements. Water needs are exclusively met by groundwater by means of numerous pumping wells, which exploit a confined detrital aquifer of alluvial fan deposits with a heterogeneous facies distribution. A general piezometric level decline (up to 50 m) has been recorded in the aquifer during the past 30 years that has induced the generation of a subsiding area with oval shape oriented WNW‐ESE just where the new urban areas and pumping wells are located. Subsidence has been monitored by exploiting synthetic aperture radar (SAR) images from ENVISAT (2003–2009) and Cosmo‐SkyMed (2011–2014). A new approach, which combines A‐DInSAR and small‐area persistent scatterer interferometry (PSI) analysis, has been applied obtaining a good accuracy regarding temporal and spatial dimension of the subsidence. ENVISAT data (2003–2009) reveal subsidence rates up to 10–15 mm/year, and Cosmo‐SkyMed (2011–2014) values slightly lower; up to 10 mm/year. Temporal variations in the subsidence velocity are in accordance with the rainfall pattern and piezometric fluctuations in the aquifer. The sector with highest rates of subsidence does not correspond to the area with more intense groundwater exploitation but to the area with greater presence of clays in the confining layer of the aquifer. There is a clear lithological control in the spatial distribution of the ground subsidence. This work integrates detailed geological and hydrogeological data with differential SAR interferometry monitoring with the aim to better understand subsidence processes in detrital aquifers with small‐scale heterogeneity. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

MAPGIS在矿山地质环境监测中的应用

由于传统的矿山资料的收集和数据的管理周期长、成本高、管理滞后,很难对矿山地质灾害进行有效地、科学地、准确地预测、预报和防治.而MAPGIS作为一种新兴的交叉学科,在数据的采集、整理、分析和输出方面,具有空间性和动态性,能够有效的满足矿山环境监测技术的要求.本文首先借助于MAPGIS的强大的数据管理、空间分析运算功能,在矿上地质灾害原有数据类型的基础上建立地理空间数据库和属性数据库,使得数图相结合.然后根据动态检测和模拟功能使得MAPGIS能够对各种矿山地质环境进行有效的动态监测和分析,并且在耦合地面沉降模型的基础上,实现对矿山环境灾害的模拟.其中动态监测采用了GPS-RTK 技术,使在原有矿山地质环境底图的基础上又添加了现有的地面沉降的动态数据,实现新旧监测数据的对比.最后以湖南攸县兰村的几处矿点为例进行监测并提出了一些保护矿山环境的措施.     

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。     

Monitoring of rice crop using ENVISAT ASAR data

Rice is the most important food source for people and is cultivated in most countries, among which China is one of the most productive. Increase of the world population and demands for economic devel-opment lead to the need of an efficient monitoring system for rice cultivation and forecasting of rice yield. Conventional methods for rice monitoring are based on ground-collected statistics, which is time consum-ing, inaccurate and expensive. Since the 1980s, satel-lite remote sensing has been c…     

王艳，廖明生，李德仁等.利用长时间序列相干目标获取地面沉降场.地球物理学报，2007

方法，相干目标分析是利用时间序列多景影像获取地表稳定反射体——高相干点目标的新方法.实验区选择上海市主城区约100 km2 区域，InSAR的实验数据采用覆盖1992～2000年间的25景ERS-1/2的单视复影像.在无先验沉降场模型的情况下，实验结果显示该实验区的地面沉降场在时间范围上跨越8年，平均观测时间采样率约为4个月，垂直形变精度优于5 mm，满足我国对城市地面沉降形变观测的要求.研究结果表明该方法可以用于今后大时间/空间尺度上的高精度地表形变观测.     

Satellite remote sensing of river inundation area,stage, and discharge: a review

The growing availability of multi-temporal satellite data has increased opportunities for monitoring large rivers from space. A variety of passive and active sensors operating in the visible and microwave range are currently operating, or planned, which can estimate inundation area and delineate flood boundaries. Radar altimeters show great promise for directly measuring stage variation in large rivers. It also appears to be possible to obtain estimates of river discharge from space, using ground measurements and satellite data to construct empirical curves that relate water surface area to discharge. Extrapolation of these curves to ungauged sites may be possible for the special case of braided rivers. Where clouds, trees and floating vegetation do not obscure the water surface, high-resolution visible/infrared sensors provide good delineation of inundated areas. Synthetic aperture radar (SAR) sensors can penetrate clouds and can also detect standing water through emergent aquatic plants and forest canopies. However, multiple frequencies and polarizations are required for optimal discrimination of various inundated vegetation cover types. Existing single-polarization, fixed-frequency SARs are not sufficient for mapping inundation area in all riverine environments. In the absence of a space-borne multi-parameter SAR, a synergistic approach using single-frequency, fixed-polarization SAR and visible/infrared data will provide the best results over densely vegetated river floodplains. © 1997 John Wiley & Sons, Ltd.     

土岩复合地层中CRD隧道施工的变形监测与风险控制

以典型城市土岩复合地层中的某地铁CRD（交叉中隔壁法）隧道为依托,通过分析洞内、外变形监测数据,总结变形规律,对该隧道风险进行有效控制。研究结果表明：洞内、外变形量的60%以上是由上2层导洞开挖引起的;隧道开挖引起的地表沉降槽特征较为明显,地表最大沉降点位于隧道中心线上方偏左;隧道掌子面开挖的横向影响明显,范围约为60m。洞内变形监测的分析指标以拱顶沉降为主,水平收敛为辅;拱顶下沉曲线分段组成,总体呈台阶状下降。综合变形监测分析和施工经验认为：施工中应着重控制上2层导洞初期支护结构的及时闭合;相邻导洞掌子面间距控制在15~20m;台阶长度控制在5m以内,及时封闭仰拱,闭合成环,可有效地控制洞内、外变形和保证初期支护结构稳定性。     

利用PSInSAR时间序列研究拉奎拉地震位移场变化特征

对2009年4月6日意大利拉奎拉(LAquila)Mw6.3级地震9景ENVISAT重轨单视复数据采用双轨模式进行永久散射体(Persistent Scatterer,PS)处理,获得了此次地震时序位移场,结合PS位移场Delaunay算法数值分析,结果表明:1)Envisat干涉雷达完整而清晰地探测到了地震前后位移场变化过程及其在不同阶段与震源断裂相关的不同形变特征:震前蠕动位移-明显变形-震期快速突变-震后量级明显减缓的持续变形;2)在此次分析的约54×59km2区域内,震中以西为大面积上升区,视线向最大上升量为130mm;震中以东为下降区域,但下降集中在破裂区,主要在发震过程及震后形成,视线向最大下沉量为210mm,与GPS监测结果一致;3)地震产生的破裂主要分布在约22×14km2范围内,沿NW走向、SW倾斜的Paganica-S.Demetrio正断层展布,方向约135°;4)本文为探索利用PSInSAR时间序列进行地震趋势预测提供了一个较好的案例.