浙江平原时序InSAR地面沉降监测

针对浙江省地面沉降监测需求,研究利用时序InSAR技术进行浙江省平原区地面沉降监测的技术流程。以上虞区块为例,反演得到上虞地区2013-2014年度地面沉降信息;结合同期外业水准测量数据,在传统点-点、点-面验证基础上,提出点-线验证方式,将几种分析评价方法进行了对比,对InSAR地面沉降监测精度进行评价分析;最后结合外业实地调查的情况,证明了InSAR技术监测大范围地面沉降分布状况和发现区域沉降中心的有效性和精确性。     

基于InSAR技术的城市地面沉降信息统计分析研究

随着InSAR技术的日益成熟和不断地应用于工程,对利用InSAR技术获取地面沉降信息的统计分析需求也在不断增加.本文以哈尔滨市和鹤岗市为例,基于城市主城区InSAR沉降监测成果,结合地理国情监测数据,从地面沉降整体分布、沉降发展趋势、沉降影响等方面,研究城市地面沉降情况及沉降影响的统计分析的内容和关键技术,并形成基于InSAR技术的城市地面沉降评估体系.     

基于时序InSAR技术的北京地铁六号线二期工程沿线地面沉降监测与预测

合理地开发和利用地下轨道交通,是缓解城市交通压力的有效途径。对轨道交通沿线的地面沉降进行持续监测,对保障其安全运营具有重要的意义。本文基于时序InSAR技术,采用26景3 m高分辨率的TerraSAR-X数据,获取2016年9月至2019年1月北京地铁6号线二期工程沿线地面沉降速率场及累积沉降信息,并引入神经网络模型预测沉降趋势。结果表明：研究区的地面沉降具有不均匀性;6号线二期工程路段沿线1 km缓冲区内,站点由西向东沉降速率逐渐增大,且沉降速率最大值位于地铁线北侧约800 m处;径向基神经网络模型能够合理地预测地铁沉降发展趋势,为地铁安全施工、运营及维护提供参考。     

江苏全省地面沉降InSAR监测

针对江苏省是长三角地区地面沉降比较严重的地区,InSAR技术作为最有效的地表形变监测手段,曾被用来获取江苏局地的地面沉降信息,但用于全省域监测尚无先例的现状。该文介绍了利用时间序列InSAR技术开展江苏全省地面沉降监测的方法和成果,提出了适用于区域级和国家级合成孔径雷达干涉测量(InSAR)形变监测的技术方法,给出了基于ALOS PALSAR影像和RADARSAT-2影像的江苏全省2007-2011年及2012-2015年2个时段的地面沉降监测成果,利用江苏省CORS站数据,对InSAR获取的地面沉降速率进行了精度评价。结果表明,2个时段的InSAR监测结果的精度分别为3.8(mm·a^-1)和4.0(mm·a^-1)。最后对2个时段的全省地面沉降的时空分布、动态变化情况进行了分析,并对InSAR监测成果的应用前景进行了展望。     

江苏沿海地面沉降的高分辨率时序InSAR监测与分析

为掌握江苏沿海地区地面沉降最新情况并查明主导因素,该文以广域高分辨率时序InSAR分析为处理方法,解译获取了该区域地面沉降现状,并利用基岩标测量数据评价了监测结果的可靠性,同时综合地质条件、实地调查等方式实现了研究区地面沉降影响因素的详细分析。结果表明：InSAR与基岩标数据对比中误差为2.58 mm,一致性程度高;监测时段内研究区地面沉降呈小范围、零星分布发育特征,且与水产养殖大棚、厚软土区空间分布高度一致,说明水产养殖大棚抽采地下水与软土区施工建设是江苏沿海地区现阶段地面沉降的主要影响因素;研究区沉降速率超过80 mm/a的严重区面积达到了15.8 km²,且全部位于连云港市。     

一种矢量瓦片的时序InSAR形变可视化方法

针对InSAR地面沉降数据在网络环境下实时可视化渲染速度缓慢、空间分析交互性差、时序演变难度大的问题,提出了适用于地面沉降数据空间分析和时序表达的矢量瓦片制作方法并运用矢量瓦片技术在网页端实现快速可视化:①在传统抽稀算法的基础上对矢量瓦片层级间的抽稀算法进行改进;②以时间为尺度对累计沉降量数据进行分割存储,便于多尺度、多时序对InSAR数据进行表达和分析;③以抚顺市采煤沉陷区时序InSAR累计沉降量数据为实验数据进行验证.实验表明,网页端可快速、高效、灵活地加载矢量瓦片来展示地面沉降的空间分布情况和时空变化特征.     

利用InSAR与地质数据综合分析南京河西地面沉降的演化特征和成因

河西地区是南京市重点发展区域,近年来遭受了严重的沉降地质灾害。为保证该区域可持续发展,利用永久散射体雷达干涉测量(persistent scatterer interferometric synthetic aperture radar,PS-InSAR)技术监测南京河西不均匀地面沉降,并对成因进行分析。首先,根据ALOS PALSAR和COSMO-SkyMed影像,采用PS-InSAR技术获取河西2007—2016年地面沉降信息,结果与同期水准数据一致,均方根误差(root mean square error, RMSE)不超过2.6 mm/a。其次,结合地质条件、分层沉降和地下水位资料对沉降成因进行分析,结果表明浅部地层的固结压缩是导致河西地区大面积不均匀沉降的主因。在此基础上,利用熵值法综合评估不均匀地面沉降对地铁结构健康的影响,结果表明,当主要沉降土层位于隧道下方时,地面沉降可能对地铁结构稳定性产生影响。     

结合InSAR和独立成分分析的衡水市地面沉降研究

针对地下水的过度开采容易导致地面沉降问题,为了更好地管理地下水开采,防控地面沉降,该文结合使用了InSAR时序数据和ICA方法,将衡水市部分地区2017—2020年地面沉降分解为3个模式,并结合地下水等数据对独立成分的时空特征进行分析。通过IC时间序列与地面沉降序列较高的相关系数(0.98、0.74和0.84以上),验证了独立成分时间序列与地面沉降的一致性;通过各分量的贡献占比,可知地面沉降的主导成分;IC3与地下水的相关系数(0.9以上)表明IC3受到地下水变化的控制。实验结果表明,研究区地面沉降有长期沉降、城市生活和工业用水引发的沉降以及季节性沉降3种沉降模式,其中长期沉降为地面沉降的主导成分,季节性沉降与冬小麦-夏玉米的耕作制度有关。     

基于InSAR的武汉地区2016—2021年地面沉降监测

利用2016年1月—2021年12月的89景哨兵一号雷达影像,采用相干点目标分析合成孔径雷达干涉测量技术（IPTA-InSAR）进行数据处理,获取了武汉地区的地面沉降信息,并联合GNSS基准站观测成果对InSAR监测的形变进行分析。结果表明2016—2021年期间,武汉市主城区形成了汉口、沙湖北和白沙洲3个较为明显的沉降中心,地面沉降呈连片化发展趋势。汉口地区的地面沉降速率最高,部分区域沉降超过10 mm/a,典型沉降区的地面沉降过程伴随有一定的波动特征,其中下沉趋势在不同年间会有区别,2016—2020年间特征点缓慢下沉,2018年开始加速下沉,至2020年下沉速度再次放缓。GNSS与InSAR特征点沉降分析表明2种技术的监测结果整体上具有很好的一致性。     

InSAR沉降监测量检验方法的研究

本文介绍利用精密水准测量沉降量对InSAR动态监测成果进行精度验证的技术流程,通过PS点沉降量、沉降等值线和沉降曲面等成果的精度对比分析,精密水准点与COSMO影像获取PS点的沉降量之差算术平均值为-0.26mm,与ENVISAT影像获取的沉降量之差算术平均值为-6.36mm,两者精度都达到毫米级,验证了InSAR地面监测成果的可靠性;研究表明InSAR数据分辨率高,准确反映的地面沉降分布和变化趋势,为地面灾害监测提供了重要的数据参考。     

利用时序InSAR监测兰州市中心城区地面沉降

针对兰州市中心城区的地面沉降问题,该文采用PS-SBAS和PS-InSAR技术,利用2016-01-20—2019-02-21时间段内的39景Sentinel-1A/B降轨数据,使用缓冲区分析技术对兰州市中心城区轨道交通线和铁路线周边100m区域做了沉降影响分析,监测结果表明:基于Sentinel-1A/B数据和时序InSAR技术,可以准确监测城市地表的沉降和轨道交通线的沉降时空规律;沉降区域主要集中在研究区东南部的方家泉村、和平镇和猪咀岭村;软土地基下地铁的施工会导致沉降现象的发生,兰州轨道交通线和铁路线的沉降主要发生在城区东南方向;在监测时段内,使用两种时序InSAR技术监测的同名点在沉降趋势和累计沉降量上保持了良好的一致性和吻合性,但PS-InSAR的时序变化曲线较PS-SBAS更为平缓。     

高分辨率PS-InSAR在轨道交通形变特征探测中的应用

为了确保城市轨道交通的安全运营和可持续发展,将高分辨率PS-InSAR技术引入城市轨道交通的形变监测领域。以上海为例,分析了城市轨道交通网络专题的形变特征。首先,利用26景TerraSAR-X影像在上海开展高分辨率PS-InSAR沉降精细测量,得到轨道交通网络整体的沉降格局;然后,针对不同建成时期和建设形式的路段,分类探讨其形变特性及原因;最后,进行测量结果的精度验证。分析结果表明,快速的城市化发展建设已成为上海轨道交通沿线主要的沉降原因;不同建成时期和建设形式的路段表现出不同的形变特征,早期建设路段比晚期建设路段更稳定,高架路段比地下路段沉降速率更小;PS-InSAR与水准数据保持很好的一致性。证实了高分辨率PS-InSAR技术在城市轨道交通形变监测、管理维护和预警方面具有一定的可行性,可以为城市公共交通的规划和建设提供决策支持。通形变监测、管理维护和预警方面具有一定的可行性,可以为城市公共交通的规划和建设提供决策支持。     

InSAR在地面沉降监测中的应用及发展前景

简要介绍SAR、InSAR、D-InSAR的发展情况,以及InSAR、D-InSAR的基本原理。然后通过实例介绍了InSAR、D-InSAR技术在地面沉降监测中的应用。最后介绍了GPS-InSAR技术应用于地面沉降监测的可行性展望。     

南京地铁沿线地面沉降监测与危险性评价

采用MCTSB-InSAR技术监测南京市主城区地面沉降状况,揭示研究区内地面沉降空间分布特征;通过对地铁线路进行条带空间缓冲区分析和沿线路剖面线分析,进一步研究地铁沿线的地面及周边建筑物不均匀沉降信息;针对主要影响路段进行地质灾害危险性评价,评价结果及特征点时间序列沉降结果与同时期实际情况基本吻合。研究表明,长期进行城市主城区及地铁线路地面沉降监测具有重要意义,同时地质灾害危险性评价工作能为灾害防治及评估提供可靠的支持,具有较大的应用潜力。     

GPS -InSAR合成方法用于地面沉降监测的可行性展望

GPS技术在地面沉降领域的应用已日臻成熟并完善;InSAR技术在地面沉降领域的应用已经开始但还未成熟,目前是研究热点。GPS—InSAR合成方法是将GPS高时间分辨率和InSAR高空间分辨率进行有效的统一,使两种技术达到互补,从而发挥各自的优势。本文指出了GPS—InSAR合成方法用于地面沉降监测的可行性,并对两种实施方案进行了探讨。最后对西安地区开展GPS—InSAR研究进行了展望。     

利用Sentinel-1A数据监测南京河西地区地面沉降

南京河西地区是受长江和秦淮河淤积演化而成的漫滩地,由于河西新城大规模开发建设和地质条件的影响,地面沉降已成为该区域城市发展中不容忽视的问题。Sentinel-1数据是目前在轨运行的免费SAR数据,其具有较短的重访周期和较大的幅宽,为实现大范围长时序的地表形变监测提供了重要的数据源。利用短基线集干涉（SBAS-InSAR）技术对2015年4月至2018年4月覆盖南京河西地区的19景Sentinel-1A数据进行处理,获取了研究区2015—2018年间的地面沉降结果,并结合城市开发、人口分布等信息深入分析了地面沉降分布特征和成因。     

黄土填方区地表沉降时序InSAR监测分析

“削山填沟造地”等岩土工程在湿陷性黄土沟壑地区屡见不鲜,掌握填方区沉降情况具有重要意义。本文收集了2017年11月—2020年12月获取的56景TerraSAR-X StripMap模式影像,利用时序InSAR技术监测了陕北某湿陷性黄土填方地基工程的沉降信息,并与2017年11月—2020年12月期间监测区3个水准点的沉降测量结果比对。结果表明,在填方区地表以沉降为主,在挖方区地表以抬升为主,研究区存在有1处较为明显的地表沉降情况,位于填挖边界线附近填方区内,形变速率范围为-40~-20 mm/a,最大形变速率达-49.9 mm/a,累计量为-151.6 mm,时序InSAR形变结果和实地水准结果吻合性较好,垂直方向形变速率中误差为1.8 mm/a,表明时序InSAR技术在湿陷性黄土填挖方区变形监测中具有较好的应用价值。     

区域沉降对城市轨道交通建设的影响及应对措施

当轨道交通穿越沉降漏斗区和沉降带时,会对城市轨道交通线路的建设及运营产生非常大的破坏影响。为使测量技术更好地为城市轨道交通工程建设服务,本文以北京地铁14号线工程建设的实际测量作业为背景,通过分析、研究与总结,从高程贯通误差公式设计依据、地面沉降对高程贯通误差的影响、考虑地面沉降的高程贯通误差计算、建设阶段实际地面沉降影响及应对措施等几个部分进行阐述。区域沉降对城市轨道交通建设的影响及应对措施是在工程实践中通过研究分析得出的成果,对今后我国各城市的城市轨道交通工程建设的测量具有参考和指导意义。     

基于地质环境监测数据的轨道交通安全预警研究

针对复杂地质环境条件下的上海轨道交通结构安全问题,建立健全的轨道交通安全监测机制,包括基准网建设和监测、长期监测、监护监测和巡查等。在此基础上提出了改进的模糊层次分析法,建立了轨道交通预警评估体系,开发了上海轨道交通数字化监护管理系统,并应用于轨道交通4号线海伦路站,实现了基于地面沉降、地质环境、收敛等地质环境监测数据的轨道交通安全预警。     

时空三维相位解缠算法改进研究

三维相位解缠是时序干涉合成孔径雷达（interferometric synthetic aperture radar,InSAR）技术的关键环节之一,解缠结果直接影响时序InSAR地面沉降监测的精度。针对地面沉降严重、地形坡度变化较大的区域,因相位欠采样引起的整周期解缠误差问题,提出了一种基于频域置信度的加权最小二乘相位解缠算法,并以此替代时空三维相位解缠中空间维以相位梯度为权重的加权最小二乘相位解缠算法。通过提高相位坡度变化估计的准确性,进而提高时空三维相位解缠的精度和稳定性。以北京地区地面沉降监测为例进行了验证,结果表明,与经典的时空三维相位解缠算法相比,改进算法得到的沉降监测结果精度更高,特别是对于坡度变化较大、失相干现象明显的沉降漏斗区,其沉降监测精度有明显改善。