InSAR技术在监测形变中的干涉条件分析

针对InSAR技术在形变监测领域中的应用,本文从分析D-InSAR的干涉机理对其约束条件出发,重点研究空间去相关和形变梯度这两个关键指标对形变信息提取的影响.研究针对不同系统参数的传感器来展开,并论证这两个因素对干涉测量的限制.本文的创新性工作主要集中在以下几个方面: (1)分析了各传感器参数下的临界坡度范围,进而确立了SAR传感器监测的无信息区域;(2)证明了在植被覆盖区,相干性分解必须考虑体散射分量,并依此对模型进行了修正;(3)明确了形变梯度与相位梯度的差异以及两者的函数关系,并将入射角引入形变梯度函数模型.(4)通过模拟数据和真实数据比较各传感器在不同条件下形变监测的优缺点,在统计分析的基础上进一步验证结论.本文的研究是对干涉测量条件的进一步补充,对于理解干涉成像机理、完善InSAR数值计算模型(形变梯度模型和相干性分解模型)以及帮助研究人员根据研究区域特征选择合适的InSAR数据具有一定的参考价值.     

COSEISMIC DISPLACEMENT AND FAULT SLIP OF THE MW6.1 NAPA EARTHQUAKE IN AMERICA REVEALED BY SENTINEL-1A INSAR DATA

We achieved the coseismic displacements of the Napa M_W6.1 earthquake located in California US occurring on 24 August 2014 by using InSAR data from the newly launched ESA's Sentinel-1A satellite. The 30m×30m ASTER GDEM was used to remove the terrain effect, and phase unwrapping method of branch-cut algorithm was adopted. In order to obtain a better coseismic displacement field, we also tested 90m×90m SRTM data to remove the terrain effect and Minimum Cost Flow algorithm to unwrap the phase. Results showed that the earthquake caused a significant ground displacement with maximum uplift and subsidence of 0.1m and -0.09m in the satellite light of sight(LOS). Based on the Sentinel-1A dataset and sensitivity based iterative fitting(SBIF) method of restrictive least-squares algorithm, we obtained coseismic fault slip distribution and part of the earthquake source parameters. Inversion results show that the strike angle is 341.3°, the dip angle is 80°, rupture is given right-lateral fault, average rake angle is -176.38°, and the maximum slip is ~0.8m at a depth of 4.43km. The accumulative seismic moment is up to 1.6×10¹⁸N·m, equivalent to a magnitude of M_W6.14.     

基于MODIS与GPS的D-InSAR大气延迟改正量提取

受GPS站点密度的限制,利用GPS数据改正D-InSAR中大气延迟误差往往达不到很好的效果。为此,研究了GPS与MODIS联合实现大气延迟改正量提取方法,利用两期GPS观测数据及相应时间的MODIS数据分析GPS-PWV与MODIS-PWV的关系,进一步得到MODIS水汽的校正模型。经过GPS+MODIS算法改正后,大气延迟改正精度为3.618mm,满足形变测量的要求。实验结果表明:在大气状态变化缓慢时,利用GPS结合MODIS数据对D-InSAR大气延迟改正有一定的效果。     

星载合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术在形变监测中的应用概述

本文综述了地球表面形变的主要类型(包括开采沉陷、地表沉降、地壳运动、地震形变、火山运动、冰川运动及山体滑坡等)及其在我国的分布状况，结合合成孔径雷达干涉测量(包括InSAR及D-InSAR，统称InSAR技术)的技术原理及特点，介绍了国内外InSAR技术近年来在形变监测领域的应用与发展。通过与传统形变监测及GPS监测技术的对比后指出，由于InSAR特有的技术特点，使其在各类形变监测应用中具有传统方法无可比拟的技术优势，必将对形变监测的发展起到极大的推动作用。     

差分干涉雷达测量在地面沉降中的应用研究

雷达差分干涉测量是当前雷达遥感的热点研究领域，利用遥感卫星多时相的复雷达图像相干信息进行地表的垂直形变量的提取，其精度已达到了毫米级。对差分干涉雷达遥感的原理及具体实现进行了深入研究，并分析了差分干涉测量结果的误差，着重阐述了差分干涉雷达遥感在地面沉降研究中的应用，及其需要进一步解决的问题。     

用D\|InSAR技术测量地面形变位移三分量

SAR图像按轨道和天线视向划分有升轨左视、升轨右视、降轨左视和降轨右视四种类型，仅采用其中的一种SAR图像测量地面形变，会因为D\|InSAR技术仅对视线方向位移敏感而产生误差.本文在介绍D\|InSAR测量原理的基础上，详细导出了由视线方向形变量计算真实形变位移三分量的一般表达式，分析了用D\|InSAR技术测量形变位移三分量存在的困难，最后给出了可能解决途径.     

济宁地区高速公路沉降监测与分析

针对煤炭开采导致地面沉降比较严重的问题,以济宁地区为研究区,利用2008年1月至2010年2月共6景ALOS PALSAR数据,开展高速公路沉降监测与分析。通过双轨D-InSAR进行差分干涉处理,提取了地面形变图。研究发现,挖掘煤炭、开采地下水等人为因素造成的地表沉降明显,年均沉降量达55mm;高速公路沉降程度较轻,年均沉降量为4.7mm;还发现,矿区开采等人为因素会对高速公路产生影响,不同的地质条件也会导致高速公路发生不同程度的沉降。     

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。     

基于D-InSAR技术进行煤矿开采与环境灾害监测的系统建设方案

星载雷达差分干涉测量技术(D-InSAR)是一种有效监测地面沉降的重要技术手段,煤矿开采、国土环境与灾害的发展变化往往伴随着地画的微小形变.通过煤矿沉降监测的试验结果,总结出一种利用D-InSAR技术构建对于煤矿开采、沉降与环境灾害监测的有效应用与分析系统方案.通过应用地理信息系统为煤矿的开采控制、次生灾害预防、国土环境的变化监测提供有效的技术手段.     

西藏改则地震升降轨同震形变场特征分析与破裂模式

通过升降轨ASAR数据的获取与差分干涉处理,获取了西藏改则地震的双视线向同震形变场信息。对升降轨同震形变场的特征分析表明,改则地震主、余震均表现为典型的正断裂破裂模式,并先后形成了东、西两条规模不同的走向NE、倾向NW的正断层破裂带(可能未出露地表),以及西北盘的东、西两个沉降形变中心。从干涉条纹的切割关系判断,东沉降形变中心可能受2008年1月9日Ms 6.9级主震的控制,西沉降形变中心可能受2008年1月16日Ms 6.0级余震的控制。Ms 6.9级主震形成东南盘隆升与西北盘沉降的总体格局;Ms 6.0级余震使西北盘余震震中及以西部位进一步沉降,造成西沉降中心沉降形变量大于东沉降中心。升降轨同震形变场的获取为进一步的震源参数模拟与三维形变场解算提供了更好的约束条件与信息。