应用升降轨SBAS-InSAR技术监测昆明市地面沉降

将SBAS-InSAR技术应用于昆明主城区地面沉降监测,单独处理同一地区2014~2017年的29景升轨和32景降轨Sentinel-1A、1B数据。在升降轨模式下进行数据处理与精度验证,结果表明两种模式下所得到研究区域的平均沉降速率和时序分析基本保持一致。研究发现昆明市沉降漏斗主要位于居民区、地铁、道路、高速公路、以及滇池区域,最大年均沉降速率可达-38.975 mm/a,累积沉降量达到89 mm。研究表明,昆明市地面沉降主要由于近几年城市化建设和轨道交通建设的飞跃发展,导致居民区和交通网络密集,地面载荷增加,地下隧道开挖与地下水开采等问题引起地面软土地层下沉而产生明显的沉降现象。     

北京新航城地区地面沉降演化规律及多源监测方法对比研究

为查明北京新航城地区地面沉降演化规律,结合基岩标-分层标和水准测量对新航城地区地面沉降特征进行了分析,并结合不同监测方法进行了对比研究评价。研究发现:①近十年新航城地区浅部地层中沉降量和沉降比例越来越小,沉降比例由2009年67.62%下降到2019年19.69%,而中部地层和深部地层则随着时间沉降量和沉降比例越来越大,中部地层沉降比例由2009年21.39%增加到2019年35.83%,深部地层沉降比例则由2009年10.99%增加到2019年44.48%;浅部地层含水层水位呈现周期性往复变化,中部和深部地层含水层在周期性变化中持续下降,地层在水位周期性往复变化中持续压缩。②根据历年水准测量和地下水动态监测成果,研究区自北向南累计沉降量逐渐减小。地面沉降和地下水位数据拟合后发现二者具有一定的相关性,相关性随着水位降幅的增大,相关性也随之增大,二者成正相关。③基岩标—分层标静力水准测量系统与人工水准测量系统对同一监测点和不同深度数据互校后的误差值非常接近,符合正态分布规律,不同深度的监测数据相关系数为0.993 6;对比2种方法各有优势与不足,应根据实际情况,多方面获取沉降信息与数据,满足地区级地面沉降监测与防治的不同需求。      

基于分层标监测的德州城区地面沉降分层沉降特征浅析

自20世纪80年代开始,由于地层结构松散、固结程度低,地下水超采等原因,鲁西北平原区地面沉降持续发展。年沉降速率最快的区域位于东营南部的广饶县、滨州南部的博兴县和聊城东部的茌平区附近。德州地面沉降漏斗与周边沧州、衡水沉降区连成一片,成为鲁西北平原区最为典型的地面沉降发育区。其中德州城区国棉厂监测点1991—2017年累计沉降量已超过1400 mm。该文简要介绍了德州分层标组施工工艺、监测方法,综合利用水准测量及分层标监测数据,开展了分层沉降特征研究,查明分层标组所在区域0~60 m,60~300 m,300~500 m及500 m以深地层因压缩变形引起的地面沉降速率分别为1.67 mm/a,20 mm/a,18.33 mm/a,8.00 mm/a。对引起地面沉降的主要因素进行了简要分析,对德州城区地面沉降监测工作提出了建议。     

鲁北平原地面沉降现状与机理分析

该文详细论述了鲁北地区水文地质条件、工程地质条件。以多期水准测量数据为基础,以校验后的多年insar解译数据辅助,获取了鲁北地区地面沉降速率及多年累积地面沉降量。结果表明,鲁北平原年沉降速率大于50mm/a的地区面积502.73km~2,区内存在2个显著的沉降中心,一个位于德州市城区西北部张庄,地面累积沉降量超过1.3m,一个位于广饶县县城东北部,多年地面累积沉降量达1.605m,200mm沉降等值线圈闭面积14 904km~2,占鲁北平原区面积的34.34%。分析了鲁北平原地区地面沉降机理,建立了地面沉降与地下水水位相关关系,并针对现状问题提出了防治措施与建议。     

滨州市地面沉降成因浅析

截至2016年4月,滨州市地面沉降量超过20mm的面积达到了2 881km2,约占全市面积的30%,地面沉降灾害日益严重。为查明滨州市地面沉降现状和沉降成因,采用二等水准测量、地下水位监测、钻探取样、测试分析、地下水开采量调查等方法,对比2005年5月、2008年8月、2012年9月、2014年10月、2015年5月、2016年4月等多期二等水准测量数据和水位数据,从点、线、面3个方面进行了累计沉降量和沉降速率的分析,并从山前冲积、洪积平原水文地质单元区和黄河冲积平原水文地质单元区的水文地质特征、地层结构及其力学性质方面进行了滨州市地面沉降成因分析,基本查明了滨州市地面沉降现状及其演变特征,揭示了超量抽取地下水造成地下水位下降和具有较大压缩性的地层结构是影响该区地面沉降的2个主要因素。     

济宁城区地面沉降固结特性分析及压缩层组划分

基于济宁城区2处钻孔沉积物的物理力学相关试验数据,综合分析地层的物理特征、塑性特征和压缩特征,计算有效自重压力和前期固结压力,判断地层固结状态,研究地层物理力学特性变化与地面沉降的相关联系,并进行地面沉降压缩层组的划分。结果表明:济宁城区204.5m以浅土层的物理特性的总体趋势受自重压力控制,孔隙水压力的变化是相对变化的重要控制因素,次级波动与矿物成分和颗粒分布关系密切,同时也是多重因素共同叠加的结果。100m以浅地层属中压缩性,正常固结状态,100～200m地层属低压缩性,超固结状态,产生原因与地下水过量开采有关,是历史地面沉降发生的主要层位;该区地层可以划分为5个特征较为明显的地面沉降压缩层组。     

广饶县地面沉降成因及预测分析

地面沉降是指由于自然因素或人类工程活动引发的地下松散岩层固结压缩,并导致一定区域范围内地面高程降低的地质现象,是一种缓变性地质灾害。广饶县地处东营市南端,根据2004—2016年地面沉降监测资料,其沉降中心累计沉降量已超过了1 500mm,最大沉降速率超过70mm/a,属地面沉降强发育。通过对地面沉降发生、发展规律和引发地面沉降的成因进行了分析,并在现状条件下对地面沉降趋势进行了预测分析。     

利用高分辨率TerraSAR-X数据监测武汉地区2013～2015年地面沉降

利用27景TerraSAR-X数据进行时序InSAR分析,获取武汉城区2013~2015年地面沉降监测结果,并结合地质、水文及实地踏勘资料进行沉降成因分析。结果表明,武汉城区地面沉降主要分布在汉口后湖、青山区工业路及光谷广场附近区域,最大沉降速率达78.1 mm/a;软土地基上大规模的城市建设引起的地下水位下降和荷载增加是造成沉降的主要原因。另外发现,长江沿岸地表形变与长江水位变化密切相关,初步推测与长江水位对两岸承压水的动态影响有关。     

太阳山断裂带及周边地区多源遥感断层构造解译与分析

利用多源遥感数据及SBAS-InSAR技术,多尺度多角度开展太阳山断裂带及周边地区的断层遥感解译与对比分析工作。结果表明,研究区共发育6条主要断裂,其中太阳山断裂带构造地貌特征明显,由4条主干断裂组成,即岗市-河洑断裂、太阳山西侧断裂、肖伍铺断裂、仙峰峪断裂,主干断裂表现出线性陡坎、断层沟谷、湖泊边界、山体断错等异常地貌特征。SBAS-InSAR结果显示,研究区在2017-01~2019-10累积最大沉降量为62.59 mm,最大抬升量为59.42 mm,断裂控制着区域构造格架,影响地面抬升与沉降的分布格局,其中太阳山地区沉降与抬升的形变分布特征与构造带走向一致,可间接反映遥感解译的准确性。     

基于升降轨SBAS-InSAR技术的城市地区地表沉降监测

研究采用SBAS-InSAR技术,结合Sentinel-1A升降轨道数据对青海省西宁市市区进行了地表沉降监测。实验结果发现西宁市市区中沉降速率大、下沉现象明显的4个沉降区域,这些沉降区域漏斗主要发生于新建城市居民楼小区、道路、高速公路和山区区域附近。其中,Ⅲ号区域在监测时间内地面点下沉速率最高值可超过-27 mm/a,累积沉降量甚至超过了50mm。经过研究分析,区域的大范围性沉降效应主要是由于近几年大规模的城市化建设和交通轨道建设损坏了地表的土层地质平衡状态,从而引起了地表土层不可逆转的下沉现象。同时,通过对两组数据的沉降速率值作地理同名点的线性函数分析可以得到相关系数高达0.9854,这很好地验证了数据成果的可靠性和精准性。     

嘉兴市地下水资源开发区域规划

本文通过区域水文地质条件、地下水动态及环境地质问题的分析研究,针对当前嘉兴市地表水遭受污染,地下水严重超采,造成区域地下水位下降及地面沉降等环境地质问题,利用长期监测资料进行地下水开来资源评价,提出合理开发利用地下水资源的区域规划意见,为政府部门水资源综合规划、确定地下水开采量、实施地下水资源开发利用监督管理提供了科学依据。     

基于SBAS InSAR方法的苏州地区2007-2010年地表形变时空变化研究

苏州地区位于中国苏锡常地面沉降带,地面沉降严重影响了该地区的经济社会发展,因此对其进行地面沉降监测具有重要的意义。本文基于SBAS InSAR方法,利用27景ERS-2 SAR数据,反演了苏州地区2007-2010年地表年平均沉降速率分布图和时序沉降变化图,分析了该时间段地表沉降的时空演化特征。结果表明,在整个研究观测期,苏州地区整体呈现出“老区沉降趋缓,新区沉降较快”的特点。老城区（姑苏区及邻近的吴中区）地面沉降趋于缓和,年平均沉降速率在10 mm/a以下,无明显的沉降中心;而相对新发展的区域（相城区、工业园区和吴江区）则表现出明显的沉降特征,沉降速率普遍大于10 mm/a。其中,相城区年平均沉降速率大约为10~20 mm/a,局部地区沉降严重,速率可达或超过20 mm/a;工业园区年平均沉降速率约20 mm/a,最大累计沉降量在50 mm左右。吴江区地面沉降最为严重,表现出面积广、速率大的特点,其年平均沉降速率在 20 mm/a左右,最大累计沉降量可达60 mm以上。     

基于PS-InSAR技术的廊坊北部地区地面沉降监测研究

采用PS-InSAR技术对覆盖廊坊北部地区的33景Envisat ASAR影像进行处理,获取该地区2007～2010年平均形变速率场与季度时序沉降信息,并与沉降影响场数据进行耦合分析。结果表明： 1)宋庄-燕郊与五百户-大口屯等地区沉降发育较显著,季节性变动特征明显;2)山前与杨各庄-马坊地区呈高沉降梯度,平原区较高沉降梯度区多与-16 mm/a、0 mm/a等值线形态一致,差异性沉降特征显著;3)因第四系厚度、结构显著差异与断裂活动影响,北、东部断层两侧多表现为较高或渐变的形变梯度;4)差异性沉降展布与水源地、水位降深区具较好空间响应,且较严重沉降多为中深层承压水超采与城镇化建设所致。     

基于Sentinel-1雷达影像的成都市地面沉降InSAR监测分析

利用2017-03~2018-03共30景Sentinel-1A SAR数据,分别采用PSI和SBAS技术获取成都市主城区地面形变分布信息,结合地面水准资料对InSAR结果进行精度评估,并初步分析地面沉降的原因。结果表明,成都市大部分区域稳定,平均形变速率主要集中在-5~5 mm/a;地面沉降主要位于一环线以外地区,地铁5、6号线主要站点及周边不均匀沉降明显,最大沉降速率达到20 mm/a;在成华区和锦江区等部分新建城区有不同程度的地面沉降,速率为5~15 mm/a,PSI和SBAS结果相关性较高。     

大规模GPS揭示的华北地区现今垂直运动

对华北地区1999年以来的大规模GPS流动站、连续站观测资料采用最新的数据处理策略进行统一处理,获得364个测站的有效垂直运动速度场。结果显示,该区域垂直形变有升有降,总体上与地貌相关：山西高原、燕山及苏鲁带以隆升为主,而华北平原由于开采地下水造成大面积下沉。通过对垂直运动场进行区域平均分析,得到山西高原平均上升速率为1.8 mm/a,苏鲁造山带及燕山地区上升速率不显著。华北平原的垂直运动主要以沉陷为主,最大下沉速率达144.0 mm/a,平均为40.0 mm/a。大规模GPS垂直运动特征显示,华北地区现今垂直运动是新构造运动的继承,并叠加有人为造成的地面沉降。