基于合成孔径雷达差分干涉测量技术的矿区地面形变分析

介绍了合成孔径雷达差分干涉测量（D—InSAR）技术的基本原理和D-InSAR数据处理流程,采用双轨法D-InSAR处理了4景覆盖济宁某矿区的卫星ENVISATASAR数据,分别提取了增强差分干涉图、相应的相干图以及矿区地面形变图,并对其进行了简单分析。对从矿区地面沉降分布、沉降面积统计进行矿区地面沉降分析;选取研究矿区的部分水准监测结果与D-InSAR监测结果相比较的方式进行精度分析。说明了13-InSAR技术在矿区地面沉降监测应用中应该注意的事项。     

基于短基线集技术的城市地表沉降监测研究

通过对合成孔径雷达干涉测量的去相干分析,提出了基于短基线集（SBAS）技术进行地表形变监测的方法。该方法能够克服DInSAR易受时间、基线去相干等因素的影响,通过对短时-空基线组合的影像对进行干涉处理以提取高相干点,利用大气延时相位与相位噪声在频域不同特性以达到二者分离的目的,最终获取监测区域长时间缓慢地表形变的演变规律。本文利用2007-2011年16景南京地区ALOS数据进行了短基线差分干涉试验,并通过实测水准数据进行了对比,结果表明该技术能够较准确地反演出地表的形变场及累积形变量。     

联合GRACE与GPS比较山西省垂向地表形变

利用2009-05～2010-12共20mon的GRACE时变重力场反演了山西省境内陆地水储量变化造成的地表垂直位移,并与同期的GPS高程残差进行了比较。结果显示,对大部分CORS站而言,GRACE反演的水文地壳垂向形变与GPS高程残差时间序变化量均在-6～6mm之间;由二者提取的年周期信号平均振幅均为2.5mm左右,但是相位存在较大差异。由于GPS数据处理过程未考虑周日、半周日大气潮汐,高阶电离层,及非潮汐海潮的影响,这三项误差会传播到测站坐标的时间序列,对GPS周年信号产生影响,所以可以认为GRACE与GPS结果的差异更多的是来自GPS数据处理的误差。     

多视线向D-InSAR三维地表形变解算中GPS约束定权

提出了一种基于GPS约束的多视线向三维地表形变解算定权的方法。该方法以同期高精度GPS形变观测量对多视线向D-In SAR形变观测量进行精度评价,顾及轨道、地形和噪声等系统误差对多视线向D-In SAR形变量影响的特点,通过建立跟像元位置和高程有关的联合拟合模型,实现逐像元精度评价,完成多视线向D-In SAR三维地表形变解算模型中定权。本文以2009年意大利拉奎拉地区地震为研究区,对该定权方法的可行性和精度进行了验证。结果表明,本文提出的GPS约束定权的多视线向D-In SAR三维形变解算方法可以获取可靠的解算结果。     

移动激光扫描技术下的隧道横断面提取及变形分析

移动激光扫描技术具有获取数据速度快、点密度大、精度高、无需拼站等优点,本文利用该技术获取的点云数据对隧道形变检测方法进行了研究和应用。首先,结合边界检测算法和随机抽样一致性算法计算隧道的空间中轴线,在此过程中省去了传统方法中对大量点云进行旋转的过程。其次,采用k近邻法计算各断面的缓冲区对点云进行分块,并利用投影法构建断面点集,提高了断面点集获取的速度。最后,提出了一种迭代椭圆拟合去噪的方法,在拟合出断面线的同时去除了噪声。最终通过与全站仪获取的断面数据进行对比验证了该方法的精度并将其应用在某段圆形盾构隧道上,采用隧道检测小车获取点云数据,每隔2 m截取一个断面,然后通过与理论断面的对比分析了隧道的形变情况。     

陀螺仪解决核电工程“有障碍”测量技术探讨

本文主要利用陀螺仪的指北原理,采用陀螺仪加全站仪的方法,解决核电工程中"有障碍"测量的技术难题,并从精度方面进行了预见性分析,对该方法在核电测量工作中应用的可行性进行技术探讨。     

PSP-InSAR技术在地铁沿线的形变监测应用

基于56景COSMO-SkyMed影像,本文采用PSP-InSAR技术对杭州地铁2号线沿线500 m范围进行地面沉降监测,并对形变区的位置、面积和数量进行了统计,在此基础上提取形变梯度大于0.1 mm/m的累计形变量点并开展比对分析。结果表明：①虽然地表形变集中区、形变严重区和形变梯度较大区域有着高度的重叠,但部分形变集中区内形变量和形变梯度并不大,也存在形变平稳区段形变梯度却较为显著现象,因此单从一个角度分析地铁沿线的形变,易增加漏检和错检的概率。②PSP-InSAR技术可从空间上完整表现地铁线上沉降的分布特征,对于地铁竣工运营期间的沉降监测具有显著意义,可为地铁的运营维护提供依据。     

GPS与InSAR数据融合方法及其应用

应用GPS—InSAR集成技术监测地表形变是目前地学界研究的热点问题。介绍了利用GPS对InSAR进行大气误差和轨道误差改正的方法,探讨了GPS与InSAR数据融合的方案,并通过一个实例证明：应用GPS—InSAR集成技术可以达到毫米级监测精度,其具有十分广阔的应用前景。     

青岛胶州湾跨海大桥InSAR形变数据分解和信息提取

本文以青岛市胶州湾跨海大桥为研究对象,针对2014-01—2016-03 PS-InSAR技术测得的形变数据进行信息深度挖掘。在数据处理过程中,首先引入形变随季节变化及形变随温度变化的两种新模型,然后分别采用传统线性模型和这两种模型对PS点形变数据进行了分解,通过对比3种模型与实测形变数据的匹配程度,评估不同模型在桥梁分析过程中的性能。数据分析结果证实,随季节变化的周期型形变是桥梁主要形变,进而线性—周期模型的分析效果最好。同时,基于桥梁某区间的数据,重点分析了该区间内形变信息沿桥梁纵向的剖面图,并结合桥梁结构信息,对伸缩缝两侧PS点的形变特征及成因进行重点讨论。实测数据分析证实了InSAR技术具备监测桥梁微小形变信息的能力。在未来应用过程中,它能对桥梁形变风险进行早期识别,提前对风险桥梁及其风险区域进行预报,并为风险成因分析提供测量数据,最终为城市桥梁风险管理提供技术支持。     

基于GPS-InSAR集成技术地表形变的监测

应用GPS-InSAR集成技术进行地表形变监测是目前极具潜力的研究方向。本文分析了GPS和InSAR两种技术的特点和互补性,提出了GPS-InSAR集成技术数据融合的方案,并通过对国内外研究实例的分析,说明利用GPS-InSAR集成技术监测地表形变是可行的,并具有广阔地应用前景。     

时间序列InSAR技术中的形变模型研究

时间序列InSAR技术,包括PS-InSAR技术和小基线集InSAR技术, 能有效克服传统D-InSAR的失相干限制, 逐步成为形变测量中的实用化技术。但是, 现有时间序列InSAR技术主要采用线性函数对真实形变进行模拟, 在真实形变呈现强烈的非线性时, 这种处理将不能得到正确的形变结果。本文就时间序列InSAR的形变模型问题展开研究, 首先从干涉相位模型解算的方法入手, 深入分析了线性形变模型的不足, 当干涉点目标的密度不够并且真实形变的非线性较强时, 干涉相位方程的解将会发散。根据魏尔斯特拉斯逼近定理, 提出以高阶多项式取代线性形变模型, 并给出了基于多项式形变模型的干涉相位方程解算方法。 利用太原市2003-2009年的23景ENVISAT ASAR影像, 分别采用线性形变模型和三次多项式形变模型, 利用小基线集技术进行了形变反演。将这两种方法得到的结果分别与水准测量结果进行了比较。结果表明, 采用多项式形变模型不仅能取得更高的形变测量精度,而且能提高点目标的密度。由于高阶多项式总能比低阶多项式更准确地拟合连续函数, 因此本文提出的多项式形变模型在时间序列InSAR形变监测中具有广泛的应用价值。     

永久散射体与短基线雷达干涉测量在城市地表形变中的应用

在介绍永久散射体与短基线集雷达干涉测量方法的基础上,以辽宁省盘锦市为例,运用两种方法研究了其市区地表形变特征。对比升降轨永久散射体方法与短基线方法所得到的形变平均速率和时序分析可知,两种方法所得的研究区域的地表形变趋势较为可靠,且以垂直沉降为主,新城区是最大沉降区域,最大下沉速率达20 mm/a,其他区域较为稳定。     

Advanced differential interferometry synthetic aperture radar techniques for deformation monitoring: a review on sensors and recent research development

This paper reviews the advanced differential interferometry synthetic aperture radar (A-DInSAR) techniques, with two major components in focus. First is the basic concepts, synthetic aperture radar (SAR) data sources and the different algorithms documented in the literature, primarily focusing on persistent scatterers. In the second part, the techniques are compared in order to establish more linkage in terms of the variability of their applications, strength and validation of the interpreted results. Also, current issues in sensor and algorithm development are discussed. The study identified six existing A-DInSAR algorithms used for monitoring various deformation types. Generally, reports of their performance indicate that all the techniques are capable of measuring deformation phenomena at varying spatial resolution with high level of accuracy. However, their usability in suburban and vegetated areas yields poor results, compared to urbanized areas, due to inadequate permanent features that could provide sufficient coherent point targets. Meanwhile, there is continuous development in sensors and algorithms to expand the applicability domain of the technology for a wide range of deformable surfaces and displacement patterns with higher precision. On the sensor side, most of the latest SAR sensors employ longer wavelength (X and P bands) to increase the penetrating power of the signal and two other sensors (ALOS-2 PALSA-2 and SENTINEL-1) are scheduled to be launched in 2013. Researchers are investigating the possibility of using single-pass sensors with different look angles for SAR data collection. With these, it is expected that more data will be available for various applications. Algorithms such as corner reflector interferometry SAR, along track interferometry, liqui-InSAR, and squeeSAR are emerging to increase reliable estimation of deformation from different surfaces.     

基于像素工厂的常州市高分辨率正射影像图制作

对常州市高分辨率数字正射影像制作技术进行了探讨,给出了相应的技术流程,对所获取的成果进行了质量分析,结果表明：成果精度远高于1∶2000规范要求.最后给出了该技术体系所体现的技术特点,对同样地表特点的区域进行类似项目具有参考价值.     

基于PS-InSAR技术的黄土大厚度挖方区回弹变形规律分析

以陕北某湿陷性黄土大厚度挖方地基工程为研究对象,采用PS-InSAR技术对2018-10—2019-11间获取的16景TerraSAR-X卫星影像进行处理,获取了湿陷性黄土挖方区回弹变形信息,总结了大厚度挖方区时序回弹变形特征。结果表明,由于上部土体应力卸载,在开挖区域存在地基土回弹变形现象,选取的高密度PS点变形信息较好地反映了研究区的真实变形情况,回弹变形范围与开挖边界吻合,另外挖方厚度越大,土体开挖引起的回弹变形越大;在开挖完成后的1年监测时间内,回弹区变形量随时间呈线性变化,在最大开挖厚度处,产生最大回弹量为29.3 mm;此外,PS-InSAR技术监测到的变形量与实地水准结果吻合性较好,表明该技术在黄土大厚度挖方区回弹变形监测中具有较好的应用效果。     

Validation and comparison of Advanced Differential Interferometry Techniques: Murcia metropolitan area case study

This paper is focused on the analysis of the performance of Stable Point Network (SPN) and Coherent Pixel Technique (CPT), which are Advanced Differential Interferometry Techniques (A-DInSAR) that estimate, among other results, mean deformation velocity maps of the ground surface and displacement time series from a SAR dataset. The test site is the metropolitan area of the city of Murcia (Spain) where a moderate slow subsidence induced by the overexploitation of aquifers is present. SAR data acquired between July 1995 and August 2005 from ERS and ENVISAT sensors have been processed by the SPN and CPT techniques and compared with in situ instrumental measurements assumed as reference. Experimental results have shown that both SPN and CPT techniques provide estimates of the deformation evolution in time with an absolute difference below 6 mm consistently in all comparisons: SPN vs extensometer, CPT vs extensometer and SPN vs CPT. The proposed validation and comparison experiment between both A-DInSAR techniques has been useful to observe their differences and complementarities.     

地表形变D-InSAR监测方法及关键问题分析

总结和分析了地表形变D-InSAR监测的主要方法和当前所面临的主要问题。针对常规D-InSAR技术中大气相位和低相干区域相 位解缠，分别介绍了基于Delaunay三角网的不规则格网解缠方法、累积干涉纹图处理方法（Stacking Interferograms）、永久性 散射体（PS）技术以及角反射器干涉测量（CR-InSAR）方法，分析了各自的适用条件和优缺点。此外，对有限数据量条件下低相干 区域大气相位校正、相干目标识别等问题进行了重点讨论。立足于工程应用需要，分别对D-InSAR测量地表形变的参数选择、测量 结果的精度验证、D-InSAR测量值与形变的关系、大区域处理以及形变场时空演变等问题进行了分析和讨论。     

ITRF2014参考框架的实现与改进

ITRF2014通过对多种空间大地测量技术解的联合处理,在ITRF2014建立过程中首次对非线性运动建模,包括季节性变化的估计和震后形变(PSD)模型的应用。针对基准定义、输入数据和数据处理策略等方面介绍ITRF2014实现的基本情况,并对之前版本进行优化改进。     

土木工程建筑物变形分析与预报技术研究

变形监测、分析与预报近年来正向边缘学科的方向发展,涉及高科技和多交叉学科,成为测量工作者与其他学科专家合作研究的领域。为此,论述了土木工程建筑物变形监测的必要性,详细介绍了土木工程建筑物变形监测技术及变形分析与预报的各种方法,给出了土木工程建筑物变形分析技术的发展趋势。     

地球参考系的实现

本文简要讨论了组合不同空间技术建立全球最优协议地球参考架（ＣＴＲＦ）的理论和方法；重点分析了影响ＣＴＲＦ稳定的几种主要地球长期形变因素的性质和规律。首次考虑到地球质心运动对ＣＴＲＦ的影响，提出了协议地球质心的概念，给出了更为完整的四维地面点位模型。