PS技术及其在地表形变监测中的应用现状与发展

合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR）为地表形变监测提供了极具应用潜力的手段,具有大面积、高空间分辨率、全天候及成本低的优点。但由于大气条件变化、地表覆被等时间空间去相干的影响,其精度和普适性受到极大限制。 近几年发展的永久散射体（PS）技术在传统差分干涉测量（DInSAR）中引入时间维,分析长时间内保持稳定的像元集相位变化,获得毫米级的地表形变测量精度,同时有效地解决了时间空间去相关和大气非均质性影响的问题,目前在滑坡、地面沉降和地质灾害监测等领域得到了广泛的应用。PS技术具有高精度、高时间分辨率、能极大提高影像利用率的优点;但只适用较小区域、需要大量影像、且不适于分析快速突变的地表形变。为克服PS应用中的问题,近年来出现了三角反射体技术、多平台PS技术及相关性像元分析（CPT）技术,使PS技术应用具有更广泛的适应性。     

Processes of the displacement field change of the 2009 April 6 M_W6.3 L’Aquila earthquake using persistent scatterer and small baseline methods

Using a time series method that combines both the persistent scatterer and small baseline approaches, we analyzed 9 scenes Envisat ASAR data over the L＇Aquila earthquake, and obtained a Shocke＇s displacement field and its evolution processes. The results show that： （1） Envisat ASAR clearly detected the whole processes of displacement field of the L＇Aquila earthquake, and distinct variations at different stages of the displacement field. （2） Preseismic creep displacement → displacement mutation when faulting → constantly slowed down after the earthquake. （3） The area of the strongest deformation and ground rupture was a low-lying oval depression region to the southeast. Surface faulting within a zone of about 22 km× 14 km, with an orientation of 135°, occurred along the NW-striking and SW-dipping Paganica-S. Demetrio normal fault. （4） In analyzing an area of about 54 km x 59 km, bounded by north-south axis to the epicenter, the displacement field has significant characteristics of a watershed： westward of the epicenter shows uplift with maximum of 130 mm in line-of-sight （LOS）, and east of the epicenter was a region with 220 mm of maximum subsidence in the LOS, concentrating on the rupture zone, the majority of which formed in the course of faulting and subsequence.     

气候预测PS评分对业务影响

通过对中国气象局现行PS评分办法与理论PS评分的对比,发现现行评分办法对理论PS评分进行了两处修改。一处修改是扩大了预报正确的评定范围,但在PS评分办法实施后,在气候预测业务中,却出现了只预报2个等级的普遍现象,即在能获得高分的同时却降低了预报能力。另一处修改是按统一的要素距平划分等级,结果出现了预报对象的等级分布随着测站、月份变化而变化的现象。预报对象的等级分布是无技巧预报评分的决定因素,而预报技巧是由PS评分与无技巧预报评分之差决定的。在无技巧预报评分有差异的情况下,不同月份、不同区域之间的PS评分便失去了对比的基础。该文针对上述问题,对现行PS评分办法提出了修改建议。     

PS InSAR技术在地壳长期缓慢形变监测中的应用

简单介绍了地壳形变测量方法,对所有方法进行了比较。重点阐述了PS In-SAR技术理论在地壳形变监测中的应用可能性及应用现状,讨论了PS InSAR在应用中的技术问题及解决方案,以发挥该技术在地震地质研究及地震预报工作中应有的作用。     

PS版表面砂目的定量表示及理想值的确定

本文从定量角度讨论了PS版表面砂目的定量表示方法,并从理论和实际两方面推断、论证了PS版表面砂目的理想值范围。     

形变观测中小数据集PSInSAR的误差分析与初步应用

PS InSAR技术在微小形变的监测中有着独特的优势, 但同时受到数据量的严重制约。 本文以形变速率稳定的怀来县城为实验区, 利用15景ASAR数据, 依据主影像选择和高程改正选取了三种略有差异的模型分别进行PS处理, 并对形变提取中的相位解缠、 基线改正和高程改正进行误差分析。 结果表明, 小数据集的相位解缠和高程改正在部分PS点上容易发生错误, 但形变估计整体上能够正确反映实际情况。 三个模型中MS(Multi-Reference Single Regression) 模型得出结果最为可靠。 小数据集解算的整体PS点质量不高, 可以在满足PS点密度要求的前提下, 降低相位标准偏差阈值以提高解算的可靠性。     

PS加固土遗址土体的红外热像检测试验研究

红外热像技术作为一门新兴的无损检测技术,是基于被测对象温度场的变化规律而进行的,目前广泛应用于检测物体表面的结构状态、性质和内部缺陷等。为了探讨土遗址加固土体的无损检测方法,以新疆交河故城遗址现场采取的扰动土制作了模型。模型的1/2用浓度为10%PS（PS为一种高模数的硅酸钾溶液）加固,1/2不加固,将加固后的模型室温静置30 d,自然风干后进行了红外热像室内模型试验。试验表明,PS阻碍了土体的热传导过程,加固前后的土遗址土体在红外热像上会出现差异,为进行土遗址加固效果的无损检测提供了一种途径。最后进行了PS加固遗址土体的热传导率测定试验和微型贯入仪现场试验,结果表明加固土体与未加固土体的热传导性能产生差异的原因与经PS加固减小了土体的热传导率、提高了土体的力学强度有关     

旁孔透射波法检测既有建筑物桩基的三维有限元分析

介绍了旁孔透射波法的原理和测试步骤,对这种无损检测方法在既有建筑物桩基础检测中的应用进行了三维有限元分析。建立了三维桩-土模型并计算动力响应,分别给出了饱和土、非饱和土地基中完整桩和缺陷桩的旁孔透射波信号,并分析了P波时间-深度特征与桩身的相关性。研究表明,旁孔透射波法具有简单易行、无损等优点,可以有效地检测既有建筑物的基础。     

战国秦时期夯土长城加固强度试验研究

对已风化而频临危险的文物进行渗透加固保护以提高土的胶结强度,是国际上普遍认可的科学加固方法。通过室内单轴抗压强度、抗剪强度和渗透试验研究发现,抗压强度随浓度及加固次数增加而提高,材料具有可重复使用性,但加固剂的浓度增加不宜超过7 %;? 值随加固剂浓度和加固次数有明显增加趋势,c值有所提高但变化没有明显的规律性;土经固化后的渗透系数略有降低,但变化在同一数量级内,不影响土的渗透性。综合分析试验结果,对于密度为1.3～1.50 g•cm-3风化墙面,以浓度5 %～7 %的PS材料多次加固为宜;密度为1.5～1.7 g•cm-3的风化墙面适宜以3 %～5 %浓度的PS材料多次加固。加固后强度和渗透性满足文物保护特殊要求。     

InSAR时序分析高相干目标选取方法比较研究

合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）时序分析技术,利用时域上多幅SAR图像选择时间基线、空间基线满足一定条件的干涉对进行干涉,通过建立干涉相位形变模型获取地表形变信息。InSAR时序分析技术改善了差分干涉测量中时空失相干、大气延迟等问题,广泛应用于有关形变监测的多个领域,并逐渐成为获取长期地表形变趋势的重要手段。在InSAR时序分析中,针对不同应用选取合适的高相干目标选取方法,获得可靠的高相干目标,是获取精确可靠的地表形变信息的基础。本文通过分析永久散射体（Permanent Scatterers,PS）、分布式散射体（Distributed Scatterers,DS）选取方法的理论模型及其算法,研究其适用地物目标类型的异同,并分析、归纳总结了幅度相关法、相位分析法、信号杂波比法、相干性统计法等不同的高相干目标选取方法的优缺点。最后,以阿尔金断裂带西段部分区域为研究区,分别采用具有代表性的PS、DS选取方法开展该研究区域的选点实验,结果表明该研究区域DS选取方法比PS选取方法适用。本文方法为解决在不同地理区域进行应用研究时选取合适的选点方法提供参考。