基于时序InSAR的西南科技大学地表形变监测与分析

以西南科技大学青义校区为研究区,利用SBAS-InSAR和PS-InSAR对52景升轨Sentinel-1A雷达影像,分别获取了研究区2017年6月至2020年11月的地表形变速率及时序形变量。结合相干性系数、形变速率、方差及标准差对两种时序InSAR结果进行检验对比,从自然、人为因素两方面探讨了研究区地表形变机理与演化过程。结果表明：研究区存在多处显著沉降,最大垂直沉降速率可达15 mm/a,地表形变与学生公寓楼、道路扩建等人为因素有关,地表沉降区与强降雨、岩性及地势地貌关联紧密,地层界线与地表形变不显著相关。相较而言,两种监测结果总体一致性较好,SBAS-InSAR相比PS-InSAR的监测结果稳健性更好。     

时间序列InSAR技术在矿区地表形变监测中的应用

针对露天矿区与城区地表相干性不一的特征,提出一种改进的时序InSAR(合成孔径雷达干涉测量)技术对霍林河矿区及周围城区地表进行形变监测。首先,通过增加时间采样密度控制相干性来筛选矿区周边具备一定相干点密度的干涉数据;其次,采用经过参数优化的分布式散射点选取方法选取分布式目标并使用传统方法提取永久散射体;最后,将分布式目标与永久散射体目标混合构建Delaunay三角网进行两次回归分析得到研究区域地表形变速率。实验结果显示,霍林河矿区边坡最大形变速率达到?630 mm/a,矿区周边道路地面最大沉降速率达到71 mm/a,霍林郭勒市地表沉降速率最大达到15 mm/a,与同期GPS监测结果进行对比,证明改进的时序InSAR技术方法适用性良好,对矿业城市地表形变监测提出了一种新的InSAR监测方法。     

升降轨Sentinel-1A时序InSAR的中川国际机场地表形变监测与分析

可靠地监测基础设施的形变对于评估其结构健康至关重要。本文以中川国际机场为研究区,基于46景升轨和45景降轨Sentinel-1A雷达影像,使用SBASInSAR和PSInSAR技术获取了中川国际机场2017年3月27日至2020年3月23日、2017年3月20日至2020年3月28日的地表形变速率以及时序位移量,并采用内、外部检验的方式对4种监测结果进行了评定。同时结合相干性系数均值、直方图统计、形变速率方差及其标准差,选取最理想的形变结果从人为因素和自然因素分析了中川国际机场地表形变的成因。结果表明：4种形变结果总体较为一致,不同轨道模式数据采用同种时序InSAR技术所得监测点的方差和标准差较为接近,同种轨道模式数据采用不同时序InSAR技术的形变结果略有差异,SBASInSAR相比PSInSAR的监测结果更为稳健。中川国际机场存有零散的沉降区,机场西南角的形变最显著,最大的垂直沉降速率达11 mm·a^-1。中川国际机场的地表形变与道路网、内部扩建等人为因素有关,地层界线与机场内部形变不直接相关,地表沉降区与岩性关联紧密。在进一步推进中川国际机场建设的同时,应避...     

基于改进时序InSAR技术的东莞地面沉降时空演变特征

东莞市是珠三角城市群和粤港澳大湾区的重要节点城市,深厚欠固结软弱土及其诱发的地面沉降已成为湾区内代表性的区域地质灾害问题,影响城市地质环境安全。为研究东莞市地面沉降发育规律及时空演变特征,采用改进时序InSAR技术对覆盖东莞地区的137景Sentinel-1 SLC SAR影像数据进行处理,分析了2015年6月至2020年6月地表形变动态演化规律。结果表明：（1）全域内地表沉降变形整体较稳定,沉降发育区占市域面积的34.6%,变形严重发育区主要集中在麻涌镇、道滘镇、洪梅镇、中堂镇、沙田镇及滨海湾新区;（2）大部分沉降变形点处于缓慢发展变形阶段,年平均沉降速率在20 mm/a以内,累计沉降量在1 000 mm以内;（3）结合形变监测和现场调查,认为地面沉降与深厚软土发育和人类工程活动的耦合作用有很强的相关性。证明该方法能较好地识别和反映城市复杂形态区地面沉降发育的时空演化特征,为灾害预警、减避及治理提供技术支持。     

时间序列InSAR技术广域地表形变监测——以湖北省为例

中国地质灾害点分布较为广泛,人工调查和排查的手段在特殊地区无法开展地质灾害隐患的识别,为了满足大区域地质灾害普查的需要,提出利用时序InSAR技术对广域地表进行形变监测。本文利用4个轨道92景Sentinel 1影像,基于小基线子集技术,首先,基于特定的时空基线阈值筛选影像集合;其次,利用轨道参数与强度信息进行影像配准,同时利用DEM去除地形相位;然后,通过两次形变反演剔除大气延迟相位与噪声相位;最后,将视线向形变量转换为垂直向形变,生成湖北省省域沉降普查图。结果表明,全省最大沉降速率达51 mm·a-1,荆门市石膏矿区存在缓慢沉降,最大年沉降速率为212 mm·a-1,通过历史灾害资料及实地调查核实,时间序列InSAR技术在广域地表形变监测中的有效性,为全省地质灾害普查提供一种技术支持。     

上海三维形变监测GPS试验网的建立

本文结合上海三维形变ＧＰＳ试验网的建立、探讨了应用ＧＰＳ建立高精度控制制的有关问题。结果表明，采用仪器墩强制对中、天线指比、观测时间超过３小时，测得的长度不超过４ｋｍ的基线，有望达到毫米级的精度。     

InSAR技术在多年冻土区形变监测的应用

作为大地测量的一种新兴空间技术,合成孔径雷达干涉（synthetic aperture radar interferometry, InSAR）具有全天时、高精度、大范围和速度快的优点,逐渐被应用于多年冻土区地表形变监测中。通过综述多年冻土形变原理及InSAR监测多年冻土形变的应用实例,研究表明：在气候变暖的背景下,多年冻土区地表年际形变以下沉为主,多年冻土上限附近地下冰含量的大小是影响年际形变量的主要因素;活动层内土壤含水量影响着地表季节形变量的大小,不同类型多年冻土区的地表年际形变量和季节形变量存在着较大的差异。研究还表明,不同波长的SAR产品在不同类型多年冻土区的适用性不同,下垫面特征对利用InSAR获取地表形变量有较大影响,L波段的SAR数据在植被覆盖度较好的区域有更好的效果。由于InSAR的失相干问题,加之目前还缺少长时间、多类型、高频率的实测形变结果作为验证和标校数据,获取准确且连续的大范围形变数据较为困难。针对目前寒区研究需求,布设野外长期观测站点,建立适用于不同多年冻土区的地表形变反演算法,构建具有较高精度和较高时空分辨率的地表形变数据集具有重要的实践和科学意义。     

基于轨道精炼控制点精选的极艰险区域时序InSAR地表形变监测

极艰险区域具有地形起伏极大、地理环境复杂和永久散射体稀少的特点,为此文章设计了一种改进的SBAS-InSAR技术进行地表形变监测。文章先从相干性、振幅离差指数、形变速率三个方面获得候选的永久性散射体点,之后辅以光学影像精选出最终的永久性散射体点,将其作为轨道精炼控制点引入SBAS-InSAR解算过程,最终完成了研究区的地表形变监测。通过对比分析常规的PS-InSAR技术与SBAS-InSAR技术,该技术在极艰险区域具有良好的应用价值。     

基于D—InSAR的九寨沟地震同震形变场反演分析

利用覆盖九寨沟地区的RadarSat—2数据与Sentinel—1A数据,采用精轨数据进行定轨,消除轨道误差,并结合合成孔径差分(D-InSAR)方法中的双轨差分技术,获取2017年8月8日Mw7. 0级地震的同震形变场。结果表明,视线方向(LOS)最大沉降量约为20 cm,隆起量达9 cm。基于弹性半空间形变模型反演该地震的断层滑动分布,得出该地震断层滑动以左旋走滑为主,走向为330°,倾角为32°,滑动角为-170°,同震滑动分布主要集中在4～12 km深度处,最大滑动量位于9 km处,约为6. 14 m,平均滑动量为0. 57 m。反演获得的地震标量矩为4. 06E+18N·m,震级Mw约为6. 4,深度为19. 5 km。     

时序InSAR技术三峡库区藕塘滑坡稳定性监测与状态更新

坡体表面形变是表征坡体稳定性的重要信息,因此,非常有必要对滑坡多发区域进行时序常规变形监测.近年来,星载合成孔径雷达数据由于其覆盖范围大、形变监测精度高的特点,被越来越多的用于山区滑坡识别与探测.首先介绍了联合分布式目标与点目标的时序InSAR方法,并将该方法应用于分析覆盖三峡藕塘滑坡的2007年至2011年的19景ALOS PALSAR数据和2015年至2018年的47景Sentinel-1数据,提取了数据覆盖时间段内的藕塘地区的变形速率.发现相比于2007年至2011年,2015年至2018年新增三处不稳定斜坡.进一步对滑坡的时序变形分析表明,降雨和水位变化是坡体稳定性最大的两个影响因素.实验证明时序InSAR方法可以作为常规形变手段来识别与监测三峡库区等地区潜在的滑坡,为防灾减灾提供支持与依据.      

基于时间序列与混合核函数SA-SVR的滑坡位移预测模型研究

本文针对阶跃型滑坡变形定量预测困难,提出一种基于时间序列分解与混合核函数SA-SVR的滑坡位移预测模型.首先基于时间序列分解原理,反复使用指数平滑法将滑坡累积位移分解为趋势项位移和周期项位移,使分解后的趋势项位移较平滑且能保证周期项位移的预测精度.同时针对多项式预测容易过拟合造成预测值偏离真实值的问题,采用K-flod...     

基于ZY3 DEM和SRTM DEM的北京平原区地貌特征探析

研究区主要包括北京东部的通州、平谷、顺义、燕郊、大厂和三河,位于华北沉降带北部、阴山东西向构造带南缘。该区地势总体上西北略高,东南略低,为大型缓倾斜平原,地形不仅受本区内北东向断裂的影响,还受北西向断裂的影响。资源三号卫星立体影像(ZY3)DEM和NASA航天飞机雷达地形任务(SRTM)DEM在北京地区地貌特征研究中显示出了许多优于其他DEM的优势。文章利用包括水系偏转、河长坡降指标(SL)、面积-高程积分值(HI)、等值线分级色彩显示和地形粗糙度等几种地形参数,分析了地形特征与断层构造活动性的关系。水系的右旋偏转证实了该区北东向断裂的右旋走滑活动,如夏垫断裂和其他相邻断裂。SL指数表明,河床纵剖面在横跨断层处均是陡坡;HI的高值主要集中在南口-孙河断裂与该区其他北东向断裂的交汇处,夏垫断裂的中段,以及香河县西北部,反映了该区强烈的构造活动,同时也反映出可能存在隐伏断层。另外,研究表明,面积、高程积分值的高值区与低值区相邻衔接处,往往是地震危险性较大的地方。此外,平原区相同值域的面积-高程积分所反映的构造活动强度应该与山区不同,因此地貌演化阶段划分标准也应与山区有所不同。等值线分级色彩显示对地形变化非常敏感,当与已识别的断层重叠时,大部分地形突变的地方都与断层活动有关。地形粗糙度分析显示不同断裂带的地形粗糙度与断裂活动强度呈正相关关系。     

北京怀柔地区上新世—更新世地层

本文运用岩石地层学、年代学、古地磁学、孢粉学、生物学和矿物学等综合分析方法对HR88-1钻孔资料进行了详细研究,确立了北京怀柔地区晚新生代地层层序,并阐明了自上新世晚期至更新世末期不同阶段的沉积物类型和地质演化史。     

基于Matlab、Surfer平台的FLAC3D复杂三维地质建模研究

FLAC3D作为数值模拟中应用很广泛的一种软件,在实现地学领域上的三维模型模拟,主要有以下基本步骤：模型建立、定义本构及参数设定、设置初始条件和边界条件、求解应力场。然而,复杂三维地质体模型的建立一直是FLAC3D软件前处理中的难题。本文提出了一种快速建立复杂三维地质模型的新方法,即借助Matlab软件强大的矩阵功能和Surfer强大的插值功能,对网格进行前处理。结果表明,模型与实体地形和地质结构吻合度极高,建模过程实用、操作性强,是FLAC3D软件前处理的一种新方法。     

基于灰色理论的时间序列分析在地面沉降预测中的应用

地面沉降的准确预测对减灾防灾和指导地区工程规划和建设意义重大。使用地区地面沉降观测数据,将灰色理论模型与时间序列分析相结合,构建组合模型。该组合模型既反映地面沉降与其影响因素之间的灰色关系,又考虑地面沉降观测数据的随机性,有利于对地区地面沉降做出科学合理的预测。     

基于可视化技术的3D井地磁测人机交互反演

可视化技术可以直观、方便地描述诸多地质现象,被广泛地应用于地球物理工作中.井中磁测和地面磁测资料的单一资料反演具有一定的局限性,容易产生多解性.笔者阐述了基于可视化技术的3D井地磁测人机交互反演的方法原理和关键技术,并应用于大冶铁矿实际资料的反演解释.实践证实,该方法不但可以利用地面和井中两种资料的优势,还可以充分发挥解释人员的经验,克服了单一资料反演的缺陷,在找矿过程中获得了良好的效果.     

中国北方沙漠(沙地)地理底图绘制 与地表动态过程分析——基于3S技术的新结果

本文结合遥感、地理信息系统和全球定位系统技术(简称3S技术),通过对有关中国沙漠(沙地)遥感资料、主题地图的分析,结合实地考察,制作了新的中国沙漠(沙地)地理底图数据库。结合气候数据,分析了中国沙漠(沙地)的环境特点,为重建末次盛冰期和全新世大暖期中国沙漠(沙地)环境格局提供了依据。通过对中国沙漠(沙地)时空分布和变化的分析,认为水分条件的差异,尤其是相对湿度的差异,对中国沙漠(沙地)的地貌过程、植被与土壤类型的影响最为显著。     

遥感与GIS支持下的松嫩平原农牧交错区土地沙漠化调查研究

以1986年和2000年两个时期的LANDSATTM数据作为主要信息源,对松嫩平原农牧交错区的土地沙漠化现状、程度和发展趋势进行遥感解译和实地调查。分析研究结果表明:区域内的土地沙漠化总体上呈逆转趋势。主要表征为沙漠化土地面积减少,平均每年减少0.71×104hm2,年递减率为0.8%;沙漠化程度渐轻,微度沙漠化土地增加92.9%,而轻、中、重度沙漠化土地减少了44.3%。该地区的土地沙漠化整体上以逆转趋势为主,还有一些局部区域沙漠化程度仍在发展,土地沙漠化的状况不容忽视。人类活动对区域土地沙漠化的影响比较明显,气候变化和地理环境也对土地沙漠化产生重要的影响,沙漠化土地类型由以草地为主转为以旱地为主。