基于SBAS-InSAR的地表非线性形变时序监测

针对具有小区域特征的地表非线性形变对于合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术从监测点密度和监测精度都提出了更高的要求这一现状。该文基于SBAS-InSAR的技术原理,提出了一种基于高效率、低成本的地表非线性形变时序监测方法,并以柴达木盆地一处油田为研究对象,获取了研究区2007年初到2010年中期的形变结果,表明4处采油点中1处下降、3处隆升,隆升主要由注水引起。研究证明:SBAS-InSAR技术在地表非线性形变时序监测方面具有较强能力,提取的形变成果可为生产单位和政府部门分析决策提供科学依据。     

城市场景时序InSAR形变解译:问题分析与研究进展

时序InSAR(interferometric synthetic aperture radar)技术可以提供周期性形变监测,已经广泛应用于地表沉降和基础设施形变监测等工作,为城市安全和可持续发展提供重要保障。然而,由于城市场景的复杂性,InSAR精细监测以及形变信号解译仍然是一个难题和挑战。从时序InSAR相干点与地物目标映射关系不确定性为切入点,剖析了这种不确定性带来的形变解译问题,包括：（1）精细形变监测,即形变信号“在哪里”;（2）形变机制和驱动因素认知,即形变信号“是什么”;（3）形变信号对观测事件的反映,即考虑城市场景下的合成孔径雷达信号的复杂散射机制。引入了时序InSAR监测体系下InSAR相干点的描述框架,包括运动学特征、几何参数、语义信息、物理属性,并回顾了InSAR相干点参数提取与形变解译的研究进展。基于InSAR相干点几何参数、语义信息、物理属性的综合形变解译与机制认知将是未来城市场景精细形变监测、识别和安全评估等服务的关键。     

表碛型冰川的时序InSAR识别方法与形变监测研究

为了对表碛覆盖型冰川边界进行识别并掌握其变化,以伦道夫(RGI6.0)冰川编目为基础,基于Sentinel-1数据运用时序InSAR技术对昆仑山东段表碛覆盖型冰川进行了形变监测。根据2014年10月至2020年9月表碛覆盖下冰川的时序形变情况,将InSAR形变与光学影像相结合验证冰川边界。结果表明:对昆仑山东段研究区域内280条冰川边界的研究中,探测到3处表碛覆盖型冰川,对边界进行调整后冰川面积分别增加0.19、0.1、0.18 km~2。根据时序形变,发现冰川表碛形变呈现明显的季节周期性,形变与温度、坡向显著相关。另外,表碛覆盖型冰川的变形幅度在(-5,5)cm范围内,暖季变形幅度最大,且地形对突变幅度造成影响。这表明时序InSAR技术可对表碛覆盖型冰川进行形变监测与识别研究。     

时序InSAR水库大坝形变监测应用研究

合成孔径雷达干涉测量（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）作为近年来迅速发展的空间大地测量新技术,具有监测精度高、范围大、空间覆盖连续等优点,是解决水利工程形变监测时空连续性问题的有力手段。针对时序InSAR水库大坝形变监测应用中存在的问题,结合环境特殊性和复杂性,研究适合实际需求的时序InSAR分析方法。广南水库的应用实践表明,时序InSAR方法可探测到坝体表面高质量的散射体目标并提取较高精度的形变序列,验证了其对水库大坝、防潮堤等水工建筑物进行形变监测的有效性。时序InSAR形变监测方法在水库安全状况普查及形变历史回溯中具有巨大的应用潜力。     

形变时序数据性态特征确定方法研究

提出变异函数、主分量分析及关联维的方法分析形变时序数据序列的性态特征,特别是针对沉降数据序列进行实例试算.结果表明,这三种方法用于形变数据序列的性态特征分析是可行的,可以用来确定沉降数据序列的变异性、混沌性及分形维特征.     

基于时序InSAR的地下核试验爆后形变监测与分析

地下核试验必然导致地表发生强烈形变,而在核爆后热辐射后效阶段,核试验区域仍会下沉,为更好地理解核爆后长时序沉降变化规律,利用时序InSAR技术处理了2017-09-10—2018-12-10的39景Sentinel-1 SAR数据,得到朝鲜试验区第六次核爆后长时间序列的累积地表形变量。结果表明,万塔山山体表面在核试验后仍持续下沉;核试验区山顶约下沉30 mm,而边坡的形变量更高,约为70～100 mm。时序InSAR技术可为非天然地震所引起的地表形变提供可靠的监测结果,为核爆后长期监测提供技术支撑,具有重要的实用价值。     

珠江三角洲地区InSAR时序形变监测与分析

利用InSAR技术对珠江三角洲地区的地表沉降进行监测。针对一种基于小基线集InSAR(small-baseline subset, SBAS-InSAR)技术和永久散射体InSAR(persistent scattererInSAR,PS-InSAR)技术的改进时序InSAR监测技术对覆盖重点沉降区域的Sentinel-1卫星SAR影像数据集进行处理,得到了重点沉降区域的长时序(2018年1月至2019年5月)精细地表沉降监测结果。通过实地调研和信息采集,结合沉降区实际地质条件,对时序InSAR监测结果进行分析总结,为珠江三角洲地区经济发展和地面沉降监测提供重要的技术保障和支持。     

多时间基线集时序InSAR形变监测:以平寨水库为例

时间基线对于时序InSAR形变提取有着重要影响。本文针对植被覆盖率与含水量较高、地形起伏较大的山地区域形变信息提取较困难的问题,以贵阳市平寨水库为研究区,获取Sentinel-1A雷达卫星2019年1月至2020年12月的历史影像数据,构建不同时间基线集,对比分析提取的地表形变信息;按照时间基线和最短的原则,选择最适宜研究区形变提取的基线条件,基于SBAS-InSAR技术获得研究区两年的沉降速率情况。结果表明,该研究区域时间基线集为60 d时提取的形变信息最为准确,存在误判和缺漏较其他时间基线集少。同时,结合贵阳市2019—2020年月平均降雨量数据及几何水准监测数据,分析了坝体形变时序变化与降雨量的关系,得出降雨量与坝体形变存在较强相关性,且基于SBAS-InSAR技术提取的形变信息与水准监测结果具有趋同性的结论。     

时序InSAR在城市地铁工程区形变监测中的应用

地铁建设会引发城市地表形变灾害,而传统的合成孔径雷达差分干涉测量（D-InSAR）难以实现城市地铁工程区域的精细测量。本文利用TerraSAR-X高分辨率数据,采用PS-InSAR和SBAS-InSAR方法对徐州地铁1号线东部工程场地进行了形变监测,获取了该区域2016年6月15日-2016年9月11日期间的形变时序图。通过与人工角反射器布设点的水准测量数据对比分析,发现利用两种时序InSAR测量方法得到的地表形变结果与水准测量结果非常一致,形变误差均在1 mm以内;而SBAS-InSAR探测地表形变的敏感性低于PS-InSAR。结果表明,利用高分辨率SAR影像监测城市地铁形变具有亚毫米级的测量精度和米级的定位能力,同时证明了时序InSAR分析技术在城市地铁工程形变监测应用中的广阔前景。     

西山村滑坡时序形变的SBAS-InSAR监测

针对传统地表形变监测技术在我国西南山区深厚堆积层滑坡体形变监测中存在的时空分辨率问题,该文利用72景时序Sentinel-1A TOPS SAR影像,基于短基线集(SBAS-InSAR)技术获取2016—2019年四川理县通化乡西山村滑坡的时序形变特征。结果表明:西山村滑坡整体呈近线性沉降的运动趋势,在监测时段内未出现加速现象,处于长期活跃的蠕动形变。其时序形变结果呈现较为均匀的变化,与坡体形态吻合度较高,雷达视线方向的累计形变量在-315.2~20 mm之间变化,形变速率在-116~9.5 mm/a之间变化。时序形变结果表明:最严重的形变区域位于水田寨村组与马崩渔湾村组的交界处,其次是坡体中下部的水田寨村组,坡体后部的拉海拉湾村组的形变程度最小。     

融合多平台DInSAR数据解算拉奎拉地震三维同震形变场

针对单一平台DInSAR技术仅能获取雷达视线方向同震形变场的问题,根据雷达成像的几何条件,融合不同轨道、不同平台的DInSAR数据解算了拉奎拉地震的三维同震形变场。三维形变结果反映的拉奎拉地震发震断层的特征与地质调查的结果较吻合。将得到的三维形变场数据与该地区GPS观测站数据进行比较,结果表明,得到的拉奎拉地震的三维同震形变场比较可靠且精度较高。     

D-InSAR在提取地面形变信息中的应用

简要介绍了D-InSAR基本原理和D-InSAR数据处理流程,以双轨差分干涉测量方法处理ENVISAT卫星获取的巴姆地震灾区影像数据提取和分析同震形变场为例子,解释了D-InSAR在提取地面形变信息中的应用。     

建筑物变形监测的方法与数据分析

简要介绍各类建筑物变形监测的必要性,详细阐述了建筑物沉降监测方法与技术流程,并对沉降数据进行了全周期的分析。在建筑物沉降监测各个环节上遵循相关技术标准,有效监测建筑物在施工期间的沉降变化,为建筑物的施工和后期运营提供可靠的基础数据。     

基于地面三维激光扫描仪的滑坡整体变形监测方法

地面三维激光扫描仪能高精度、高密度、高速度、非接触的测量滑坡表面三维空间坐标,得到目标体表面点集合。应用点云数据差分比较、基于不规则三角网变形分析、基于规则矩形网格差分比较、等高线重合分析方法分析两个时间段获得的滑坡点云数据集的表面整体变形,依据选择最优法,几种分析方法选择的软件不同。结合本次试验可以得出Cloud Compare与Sufer8的整体变形值的绝对值相差不大,但是Cloud Compare精度高于Sufer8;Poly—works能以三角面为基础很好地分析滑坡表面整体变形。这为以后整体变形监测提供了可供选择的新依据。     

GPS变形监测系统中消除噪声的一种有效方法

GPS变形监测系统的观测资料可看成为与时间有关的数据序列，应用小波分析理论，研究了时间序列观测数据的误差消除问题。结果表明，借助于小波分解与重构，可有效地从强噪声干扰的观测数据序列中提取变形特征。该方法解决了传统处理技术对非平稳、非等时间间隔观测数据序列滤波的局限性问题。     

软基地区道路施工变形监测

结合沿海某地采用吹填方法施工道路变形监测方法的实际,探讨软基地段道路施工变形监测和数据处理的方法。     

GPS单双频混合方法在地表形变监测中的应用

在地表形变监测中,若全采用双频GPS则费用过高,若全采用单频GPS则因电离层误差得不到较好消除而导致精度下降。针对这一问题,本文采用GPS单双频混合模式,即通过解算监测区域外围的双频GPS数据获取该区域大气延迟误差残余量,将其用于改正内部单频监测站点数据,从而在降低硬件成本的同时改善监测精度。利用研发的软件对实测数据进行处理分析,结果表明,改正后的高程分量精度优于1.24 cm,三维位置精度优于1.59 cm,较单频方法提高24%;且当单频站点位于双频站点组成的区域内部时改正效果更好,高程分量精度优于0.95 cm,三维位置精度优于1.2 cm,精度改善比例达到30%,最高可达58%。     

隧道洞口边坡变形监测的一种方法

结合工程实例介绍了一种在作业条件比较困难的情况下,不利用已知控制点,而是以相对固定点为已知点,用后方交会的方法建立一个近似于隧道施工坐标系的独立坐标系统作为变形监测的参考网.     

地铁结构变形预测的时间序列模型方法研究

本文根据南京地铁某区间隧道结构变形监测数据,分别采用回归分析方法和时间序列分析方法建立模型,对地铁结构变形进行预测。计算结果表明在该工程实例中,回归分析模型的预测精度约为±0.20mm,时间序列模型的预测精度约为±0.08mm,较回归分析模型提高了60%,能够较好的对地铁结构变形进行预测。     

GPS变形监测网的数据处理理论与方法

应用ＧＰＳ取代传统的地表变形监测网,可以提高外业观测的效率,而ＧＰＳ观测值上三维基线向量,平差结果是地心坐标系的三维坐标。通过多项重复观测数据的动态平差,可获得各监测站的三维移动,三维速率,并可求出加速率。本文研究了三维监测网的分期动态平差方法,平差基准的选取和平差成果的利用。