InSAR技术在高速公路灾害辅助识别中的应用

为尽可能早地发现并排查出高速公路灾害的隐患点,本文以昆磨高速公路的昆明至玉溪路段为例,首先基于PS-InSAR技术,利用45景Sentinel-1影像获得了研究区域2018—2019年的沉降速率图。然后对沉降严重区域进行横纵断面分析,识别出昆磨高速公路沿线的隐患路段。最后对这些路段的进一步监测提出建议。研究表明,昆磨高速公路沿线总体呈现出较为平缓的沉降趋势,但存在着3个严重沉降区。分别是谢井村和朱井村路段、昆磨高速公路与东绕城高速公路交界处路段,以及昆磨高速公路与晋新公路交界处路段。因此证明了PS-InSAR技术能有效排查高速公路沿线的灾害隐患。     

邻轨PS-InSAR地面沉降结果拼接处理方法与实验

目前,我国许多经济发达地区都面临着地面沉降灾害的困扰,沉降范围扩大,程度日益加剧,逐渐成为城市发展中亟待解决的问题。永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)作为地表形变测量的主要手段之一,在地面沉降监测中发挥着重要作用。而单轨星载SAR影像成像幅宽有限,在开展大范围地面沉降调查时需要将多轨道PS-InSAR沉降速率图进行拼接。本文重点讨论了入射角效应和参考点差异对PS-InSAR沉降结果的影响,分析了相邻轨道PS-InSAR沉降速率拼接中存在的PS点位置差异和沉降量偏移,鉴此,提出了采用区块法和插值法对异轨重叠区的形变结果求差的思路,以及基于现有软件PS-InSAR地面沉降速率的跨轨拼接处理流程,利用广东珠三角地区ENVISAT ASAR数据进行了实验分析。结果表明,相邻轨道入射角不同会造成沉降量的差异,在多轨道情况下对沉降量影响增大,因此,在拼接过程中需要进行入射角纠正。本文提出的区块法和插值法能有效地求解异轨重叠区的形变差,结果表明区块法优于插值法;相邻轨道参考点差异会造成沉降量偏移,通过区块法或插值法求差可以消除该偏移量。本文提出的拼接流程可将多轨道PS-InSAR地面沉降速率统一到同一基准下,从而获得大范围一致的地面沉降速率。     

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。     

PS-InSAR技术在西秦岭北缘断裂带地壳微小形变监测中的应用

D-InSAR技术可以测得地壳垂直形变精度达到mm级,但由于其受空间、时间失相干和大气延迟的限制,导致其在监测地壳长期缓慢形变中的应用受到限制。而PS-InSAR作为D-InSAR技术的创新,在克服时间失相干的同时还可以计算并消除大气影响,使得干涉处理得到的结果更加精确。文中以西秦岭北缘断裂带甘谷地区为实验区,利用从2008年5月至2010年9月共14景ENVISAT ASAR数据,采用PS-InSAR技术对该实验区地壳微小形变进行探测。研究结果得到西秦岭北缘断裂带甘谷地区断裂带南北两盘的相对滑动速率约为5mm/a,点目标的形变速率和形变方向均与西秦岭北缘断裂的左旋运动特征相符,并与其他学者的研究结果有较好的一致性,表明PS-InSAR技术在监测地壳微小形变中具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。     

基于时序InSAR技术的新磨村滑坡发生前后变形研究

基于时序InSAR技术,并结合现场调查,采用新磨村滑坡发生前30景SAR数据和滑坡发生后36景SAR数据对滑坡及周边区域形变进行监测,结果表明:①新磨村滑坡发生前,坡脚未探测到明显的变形,但滑源区有明显的变形迹象,主要变形发生2016年和2017年,滑源区坡体经历了“缓慢变形-加速-暂时稳定-再加速-滑坡发生”过程;②新磨村滑坡发生后,在坡脚堆积区东南部形成一个不稳定变形体,累积变形量较大,雨季有加快变形趋势,尚未达到稳定状态;③根据新磨村滑坡前、后变形规律,滑坡发生前、后地表变形受降雨影响明显。     

利用PS-InSAR技术进行城市地铁沿线形变监测与机理分析

本文利用PS-InSAR技术获取了上海地区沉降速率场及累计沉降量等信息,并分析了该地区的沉降时空分布特征,以及该地区沉降与降水量、地铁施工运营等因素之间的关系。研究表明:①上海市沉降呈不均匀分布,北部沉降较稳定,而中部的虹口区、南部的闵行区、东部的浦东新区均发生了不同程度的沉降。其中,闵行区沉降最为严重,其最大累计沉降量达-43 mm,呈大范围、大沉降现象。②研究区域内沉降量呈非线性沉降现象及明显的季节性变化,且与地区降水量有关,降雨量对地下水的及时补充可以有效缓解地面过度沉降的发生。③上海地铁3、15、16号线部分路段均出现明显沉降现象,且处于在建阶段的15号线沉降最为明显,部分路段最大累计沉降量达-34 mm。     

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利用两种时序InSAR技术进行地面抬升监测与研究

近年来,地面沉降监测与治理在防灾减灾方面受到政府重视,但是对地面抬升现象及机理少有研究。本文采用PS-InSAR和NSBAS两种技术,利用Sentinel-1影像升、降轨数据对淄博市4个市辖区进行形变监测,并通过资料分析该区域的地面抬升与煤矿开采情况的一致性。     

利用两种z变换算法的PS-DInSAR相位解缠与等价性证明

在介绍PS-DInSAR相位解缠函数模型的基础上,给出了应用LAMBDA方法求解模糊度和形变参数的过程,并将两种改进的z变换降相关算法——逆整乔列斯基和LLL应用于PS-DInSAR相位解缠。以z变换过程的迭代次数、z变换后的模糊度向量间的平均相关系数和协因数阵的谱条件数为准则,对两种算法进行仿真模拟和分析,结果表明逆整乔列斯基算法和LLL算法等价。最后从理论上对两种降相关算法的一致性进行了解释。     

基于PS-InSAR和SBAS技术监测南京市地面沉降

利用覆盖南京地区的23幅Sentinel-1A影像,分别采用PS-InSAR技术和SBAS技术进行数据处理,获得了两组研究区域的地表沉降信息,并对两组结果进行交叉验证分析。结果表明,两种方法获取的结果无论是在沉降范围还是在形变量级上,都具有高度的一致性;研究区域在2015-04～2017-01期间存在地面沉降问题,且最大的沉降速率达到-30 mm/a。