煤矿区沉降与遥感监测方法探讨

以晋城市煤矿区沉降研究为例,介绍了应用遥感图像调查与数字高程模型相结合的方法进行煤矿区沉降研究及监测。监测结果表明,沉降区主要集中在该区域的西北部,沉降区面积较大,沉降原因是大矿开采3#煤层,导致地面沉降,只有2处沉降由小煤矿开采9#煤层引起。经验证,具体位置虽有差异,但沉降区基本与实际吻合。依据当前合成孔径雷达干涉测量技术的发展,对煤矿区遥感综合监测方法进行了讨论。     

孕震区震前D-InSAR干涉形变场动态演化图像分析

采用D-InSAR技术获取了1997年11月8日西藏玛尼地震前3期地表干涉形变场时空演化图像。通过对干涉形变场图像进行分析,得到了震前积累形变场时空演化特征与震源破裂面闭锁之间的对应关系。结果表明:玛尼地震前10个月孕震区地表形变场就开始出现了与发震断层性质一致的变化趋势———左旋扭动,且随着发震时间的临近,南盘形变加剧,形变中心向E进一步扩展。南盘变形量明显大于北盘,南盘为主动盘。到震前2个半月,断层两盘的闭锁进一步加剧,有随时破裂的可能。从震前1996年4月16日到震前2个半月之间,南盘局部累计扭曲变形量达344mm     

九寨沟Ms7.0级地震三维同震形变场提取

针对D-InSAR地震形变监测中存在LOS(line of sight)视线向模糊的问题,该文构建了一种融合升降轨不同视线向干涉测量数据获取三维同震形变场的方法。以2017年九寨沟M_S7.0级地震为例,基于研究区的Sentine1_1A数据和SRTM(1″)DEM数据,采用二轨差分的D-InSAR技术,融合升降轨LOS向以及自定义视线向的干涉测量数据进行联合解算,获取了研究区三维同震形变场,解决了单一轨道雷达LOS提取结果不能准确反映地表三维形变场的问题。实验表明,此次地震造成了震中附近一定范围地表的沉降和东南向的滑移,并通过震区形变剖面图和形变等值线图,分析了形变场的空间分布以及此次地震所造成地表断裂的位置,认为此次地震与塔藏断裂、虎牙断裂存在关联性,其运动形式为主动盘逆冲的走滑型地震。     

基于Sentinel-1和D-InSAR的地表沉降地理国情监测技术研究

为推进合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR,Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术在地表沉降地理国情监测中的应用,本文利用D-InSAR技术,以某矿区为研究对象,基于5景哨兵-1卫星(Sentinel-1)雷达影像,采用SARscape与Arc GIS软件相结合处理的方式得到了精准的成果数据,并结合实地水准观测结果对D-InSAR地表沉降监测的精度进行了对比分析。结果表明:利用D-InSAR技术进行地表沉降地理国情监测,具有较高的测量精度,且该技术具有大尺度连续覆盖能力、受天气干扰小、低成本等特点,在地理国情监测等相关领域有非常好的应用前景。     

基于GAMMA的D-InSAR技术在矿区地面沉降监测中的应用

详细介绍了专业的雷达数据处理软件GAMMA和基于GAMMA的双轨D-InSAR数据处理流程;对济宁地区真实L波段的ALOS PALSAR数据进行了双轨D-InSAR处理,完成了从干涉数据的读取到形变图生成的整个流程,并生成了一系列清晰的结果图;结合GIS软件得到研究区的沉降位置、分布和沉降量等信息。研究表明:利用GAMMA软件可以对雷达影像进行双轨D-InSAR处理,得到清晰的中间结果图;双轨D-InSAR可以对矿区进行地面沉降监测,进而掌握由于煤矿开采引起的地面沉降分布和沉降程度,为煤矿区的合理开采和可持续发展提供一定的理论依据。     

D-InSAR技术用于震后地表形变监测

简要介绍了干涉合成孔径雷达测量原理以及二轨差分处理流程,利用D—InSAR技术和ENVISATASAR雷达影像数据,获取了巴姆地区震后一个月期间的形变场,得到了形变等值线图和最大形变处剖面图,通过对震后形变场深入分析与解译,分析研究了地震造成的地壳运动。这些结果有利于分析地震后地壳运动趋势、幅度以及进行震后灾害估计。     

D-InSAR技术的积雪深度反演

积雪深度是大量气候、水文、农业及生态模型的重要输入变量。选用欧空局Sentinel-1主动微波数据,利用合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)差分干涉测量技术的二轨法,根据积雪相位与雪深之间的转换关系,反演新疆天山中段的巴音布鲁克盆地典型区的积雪雪深分布,提出了基于InSAR二轨差分的雪深估计方法,反演得到2016年12月18日的空间分辨率为13.89 m的雪深分布。研究表明:(1)对Sentinel-1数据进行正确的预处理以后,可以应用SAR差分干涉测量技术的二轨法反演区域雪深分布。但由于像对相干性和积雪状态的差异,积雪深度超过10 cm,可以获取较准确的雪深反演结果,R=0.65,反演误差的均方根误差RMSE=4.52 cm,平均相对误差为22.42%,反演雪深结果均比实测结果略偏低;而当雪深小于10 cm时,雪深反演值较实测值存在较大的误差,相对误差均高于34.52%,且反演雪深值均比实测值偏高。(2)雪深反演精度受高程及实际雪深的差异影响显著,另外雪深反演精度也受限于干涉像对相干性。结果表明,对于获取区域积雪雪深,InSAR技术较光学及被动微波遥感具有非常广阔的应用前景。     

Co-seismic ground deformation and source parameters of Mani M7.9 earthquake inferred from spaceborne D-InSAR observation data

In recent ten years, Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (D-InSAR) has become a major technique of space-based geodesy together with GPS, VLBI and SLR. Interferometric Synthetic Aper-ture Radar (InSAR) has many advantages, such as all-weather, all-time, strong stability and dynamic survey property, and no requirements for ground sta-tions. In particular, the surveying results by InSAR can cover a large range of the ground deformation field in succession and has gr…     

IPTA监测圣佩德罗湾港口地表时序沉降

常规D-InSAR技术已成功应用于由于火山、地震等引起的地表形变监测,然而受时间失相干和大气延迟等影响,该技术监测地表沉降形变的精度只能达厘米级。本文以美国圣佩德罗湾港口为研究对象,采用干涉点目标分析(IPTA)技术,选用二维线性相位模型对时序差分干涉相位图迭代回归分析,逐次去除大气延迟、DEM误差以及噪声等的影响,最终提取出准确可靠的形变序列相位信息。结果证明IPTA技术对长期微小的地壳累积形变探测具有广阔的应用前景,而且IPTA技术在实现效率和数据存储方面都优于常规的PS-InSAR。     

轨道误差对InSAR 数据处理的影响

轨道参数是InSAR 数据处理中一个重要的参数,对从最初的图像配准到最后的高程值或形变值图像生成都有着重要的影响.含有误差的轨道参数造成基线误差以残差条纹的形式存在于干涉图中.完全去除残差条纹要求轨道绝对精度低于1mm,目前的定轨精度远不能满足要求.这里推导了轨道误差和残差干涉条纹的关系,分析了轨道误差对高程值和形变值影响的特点,提出采用二次多项式拟合的方法去除残差干涉条纹,并以巴姆地区的 ENVISAT 数据证明了提出方法的有效性.