基于偏移追踪的青藏高原卓琼冰川流速监测及成因分析

冰川作为地球系统中重要的组成部分,是全球气候变化的敏感指示器和调节器.冰川运动的遥感监测也是进行冰川研究的重要内容.本文主要采用偏移追踪的方法,利用2003-2010年期间7对雷达单视复数数据监测了青藏高原珠穆朗玛峰地区的卓琼冰川运动情况.经验证,本研究获得的冰川流速结果可靠.卓琼冰川的流向自西向东,流速自冰川末端向上游积累区逐渐增加,流速大小主要来自距离向的贡献.研究结果显示,卓琼冰川在2003-2005年期间流速较大,最大流速达到45 m·a~(-1),而在2005-2010年期间流速有所降低,最大流速在35~40 m·a~(-1)范围内波动;卓琼冰川年际间流速变化基本一致,冰川中部存在流速突变情况,突变幅度为3~7 m·a~(-1),但该尺度的突变并不会影响卓琼冰川的总体运动趋势.此外,本文还分析了气象以及地理位置因素对卓琼冰川运动的影响.     

联合DInSAR与Offset-tracking技术监测高强度采区开采沉陷的方法

高强度煤炭开采产生巨大的地表形变,形变相位梯度过大导致干涉测量解缠错误,单一采用常规DInSAR及其衍生技术都无法获得地表沉陷主值。本文提出一种新的解决方案,即联合利用DInSAR与偏移量追踪技术（Offset-tracking）各自的技术优势,实现开采区大变形的准确提取,并基于GAUSS函数模型拟合恢复沉陷区剖面形态。基于2012年2月13日和2012年11月27日两景高分辨率SAR数据（RADARSAT-2,5 m精细波束模式（MF5））为数据源,以神东矿区布尔台矿、寸草塔一矿、二矿为研究区,采用常规DInSAR技术获得亚厘米级沉陷区边界,边界沉陷值处于-0.01~ -0.02 m;利用偏移量追踪方法获取米级地表沉陷中心主值,中心沉陷值集中在-1.0~ -4.0 m。将2种方法监测到沉陷信息分段融合,最后采用GAUSS函数模型重构矿区开采沉陷下沉特征曲线。结果表明,偏移量追踪方法可弥补DInSAR技术监测大量级形变信息的不足,联合技术可完整获取高强度采区的大形变沉陷。     

SAR偏移量跟踪技术估计天山南依内里切克冰川运动

流动性是冰川的一个主要特征,监测其流速变化可以为冰川物质平衡和冰川灾害研究提供重要信息.本文研究利用2007-2008年的7景ALOS/PALSAR影像和偏移量跟踪技术提取亚洲最大的山岳冰川之一--南伊内里切克冰川的运动场.ALOS/PALSAR影像的时间连续性和南伊内里切克冰川的冰碛覆盖为SAR偏移量跟踪技术获取连续的冰川表面流速提供了基础,然而冰川积累区降雪、附加冰带消融、陡坡区域裂缝发育等客观事件的发生对速度的获取仍有局部影响.尽管如此,本文仍得到了整个冰川不同季节的平面运动场,并且在所有6个时间段内观测到的运动场非常吻合.详细地分析揭示南伊内里切克冰川运动具备以下规律:流速由轴部向两侧递减,由源头向下至雪线处运动速度逐渐增加,然后再向末端逐渐递减;流速大小和坡度大小呈非线性正相关,坡度从1°突变至16°时,冰川运动加速会导致裂缝发育;夏季受冰川湖影响,尾部分支流速能激增至96 cm/d;暖季速度会高于寒季5～10 cm/d.该冰川的冰舌主体日平均速度为20～50 cm/d,局部最高速度可以达到65 cm/d.在冰舌上提取了一些样点的速度作统计,结果显示各个时段中所有样点的平均速度最高可达33.3 cm/d,最低可至27.9 cm/d.冰舌部分的速度和2004年的数据相比下降了约5 cm/d.     

基于SAR影像偏移量获取汶川地震二维形变场

本文以ALOS卫星PALSAR影像为数据源,采用强度图像偏移量方法获得的整个汶川地震地表二维形变场显示,整个映秀-北川地表破裂带全长约240 km,从西南端的虹口往北东方向一直延伸到青川县附近,在虹口及北川县城所在地为两个形变量最大区域,偏移量可达4~6 m,局部更是达到了6~8 m.在高川乡附近出现一斜列拉分阶区,宽约8~10 km.在映秀-北川断层的地表破裂迹线南侧约12 km处还有一条汉旺-白鹿次级破裂带,从漩口镇一直延伸到秀水镇,长度大约100 km,在白鹿附近形变量较大,可达3~4 m.另外在小鱼洞附近可见一个NW 走向、长宽约10×5 km、形变幅度达3~4 m的连接以上两条破裂带的地表破裂带,性质为逆冲兼具左旋走滑.研究表明,利用SAR影像偏移量法能够获取近场几米量级的大形变量及客观揭示断层破裂迹线的真实形态和分段特征,可以成为野外观测、InSAR等手段的有益补充,综合以上几种观测手段,优势互补,我们可以构建更为真实的断层模型,进而对汶川地震的复杂破裂过程有更深入的了解.     

Research on ground deformation monitoring method in mining areas using the probability integral model fusion D-InSAR,sub-band InSAR and offset-tracking

With the aim of addressing the problem of accurately monitoring complete deformation fields over mining areas by means of Synthetic Aperture Radar (SAR), this paper proposes a solution to obtain complete deformation fields using the probability integral model to fuse deformation data derived from Differential Interferometric SAR (D-InSAR), sub-band InSAR and offset-tracking. This method is used for small-scale, medium-scale and large-scale deformation monitoring using D-InSAR, sub-band InSAR and offset-tracking, respectively. Finally, the probability integral model is utilized to integrate the three deformation fields, and a complete deformation field with high-accuracy over the study area can be obtained. The method is tested on 13 TerraSAR-X (TSX) images from December 2, 2012 to April 24, 2013 of the working face 52,304 of the Daliuta mining area in Shaanxi province, China. The complete deformation field of the working face during the 113-day mining period is obtained. The results show that during the process of working face advancing, the subsidence basin has been expanding along the direction of excavation. The relationship between the average maximum subsidence rate and the advancing distance of the working face can be described by a quadratic polynomial. It has been also observed that, when the underground mining reaches the full mining condition, the maximum subsidence value does not increase further. The accuracy of the proposed method is verified against the global positioning system field survey data. The root mean square errors in the strike and dip directions are 0.134 m and 0.105 m, respectively. Due to the support provide by the reserved coal pillars, the subsidence value above the reserved coal pillars is smaller.