苏州地区地面沉降的星载合成孔径雷达差分干涉测量监测

利用欧洲空间局ERS-1/2获取的苏州地区1993～2000年SAR数据,通过差分干涉测量处理,得到1993～1995,1995～1998和1998～2000年苏州市地面沉降场测量值.地面水准测量数据的验证分析表明,差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0.943,标准误差均值为0.1706,雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况).文中以7个水准测量基准点为例,分析上述3个时段的地面沉降速率,其总体趋势反映苏州市地面沉降速率趋于减缓,说明近年苏州的地面沉降得到了有效的控制.研究结果表明,SAR差分干涉测量技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势,同时可用于其他类型城市地质灾害的监测.     

基于D-InSAR的丰城某煤矿地表沉降监测

差分雷达干涉测量方法(D-In SAR)可以对沉降监测区的空间连续曲面的形变进行有效监测,具有高精度、连续性监测、成本低廉等特点,是一种对矿区沉降监测十分有效率的方法。以丰城某煤矿为例,根据获取的雷达影像图,利用D-In SAR技术对4个干涉对进行二轨差分处理得到沉降信息,对照沉降区的实际情况,分析去相干源影响,并对其误差作了简要分析。结果显示:利用D-In SAR技术的二轨差分方法,能够得到比较直观准确的矿区地表沉降结果,结合矿区的实际情况,说明了D-In SAR技术具有较高实用性。     

工矿区地表沉陷D-InSAR监测试验研究

基于差分合成孔径雷达干涉测量(D-InSAR)中相位构成因素的分析,选择中国东部典型工矿区(唐山市及开滦矿区)为试验区进行了矿区地表沉陷D-InSAR监测试验研究.利用该地区1997-1998年两个时相获取的5景ERS1/2卫星SAR单视复数据(SLC),分别采用“2轨法”和“3轨法”进行差分干涉处理,得到了间隔时间超过半年的地下采矿及采水引起的雷达视线向(LOS)形变图.通过将LOS形变图转换成地表下沉分量,分析了试验区沉陷的扩展及演变过程.在此基础上,对D-InSAR技术中存在的时间去相干、空间去相干等误差因素进行了分析和讨论.试验表明:作为数字矿山的关键技术之一,可以利用多时相D-InS...     

SAR差分干涉测量技术在地震区域形变测量中的应用研究

合成孔径雷达(SAR)差分干涉测量是一种最新的大地形变测量遥感技术方法.利用欧洲空间局1996年4月15日获取的地球资源卫星ERS-1数据和4月16日获取的ERS-2数据,以及1997年12月2日获取的ERS-2数据,应用差分干涉测量技术对发生于1997年11月8日的西藏玛尼地震进行了提取区域形变场的应用研究.从得到的变化检测条纹图中可识别出地表破裂带,并可定量推算震中周围和两条断裂带附近的变形情况.分析结果表明:断裂为左行平移性质,断裂带南侧水平错动的最大变形量至少超过2.8 m,北侧水平错动的最大变形量至少超过1.75 m.差分干涉测量分析结果与地面调查及已有的相关研究资料符合得很好.     

苏州地区地面沉降地星载合成孔径雷达差分干涉测量监测

利用欧洲空间局ERS－1／2获取的苏州地区1993－2000年SAR数据，通过差分干涉测量处理，得到1993－1995，1995－1998和1998－2000年苏州市地面沉降场测量值，地面水准测量数据的验证分析表明，差分干涉测量值与水准测量值的相关度达0．943，标准误差均值为0．1706，雷达差分干涉测量精度可达5mm(以水准测量代表地面形变的真实情况），文中以7个水准测量基准点为例，分析上述3个时段的地面沉降速度，其总体趋势反映苏州市地面沉降速度趋于减缓，说明近年苏州的地面沉降得到了有效的控制。研究结果表明，SAR差分干涉测量技术进行城市地面沉降方面监测和时空演化特征研究具有很大的优势，同时可用于其他类型城市地质灾害的监测。     

InSAR技术在西藏玛尼强震区的应用

为测量 1997年 11月 9日西藏玛尼里氏 7.4级地震震前一年的地壳形变和震时同震形变 ,以地震震中为图像中心的 5 0 km× 5 0 km范围内 ,选择了 5景 ERS- 1/ 2数据组成5个像对 ,并在此基础上组成 2个差分像对 ,以分别表示地震前一年形变和同震形变 ,再应用合成孔径雷达干涉测量(In SAR)技术进行处理。在同震形变差分图上 ,地震断层作用清晰可辨 ,在卫星斜距方向上可测量出近 0 .5 m的形变。结果表明 :In SAR技术对于定量研究同震形变和地震断层具有特别的优势和广阔的应用前景     

D-InSAR技术在矿区沉降监测中的应用分析

研究利用分别于2007年12月15日和2010年3月22日获取的两景覆盖某矿区的PALSAR影像,以SRAM-3 V2的DEM作为外部DEM数据进行二轨差分处理。主要介绍了二轨法的主要流程,提取了差分干涉图、增强干涉图、相干图和地面形变图。通过地理编码得到地理坐标下矿区的沉降值,并在与水准实测沉降值对比后,验证了D-In SAR在矿区沉降监测应用的可行性。研究结果表明,D-In SAR技术能够准确反映出地表沉陷的位置和下沉程度,监测结果能达到一定精度,尤其在矿区这种以垂直沉降为主的区域沉降监测优于传统监测手段;随着D-In SAR技术的改进,其在地表沉降监测的精度和准确性会相应提高,应用也会越来越广泛。     

某钻井水溶开采矿区地表形变D-In SAR监测精度分析

为了研究矿区地表形变以及沉降漏斗的生成机理、过程和趋势,获取沉陷发展规律,以及时采取有效措施进行生态重建,采用D-In SAR对某钻井水溶矿区进行了监测。选取某钻井水溶矿区地表2015-2017年Sentinel-1A影像构成2个干涉影像对,进行地表形变监测。在SAR Scape软件平台,针对D-In SAR干涉影像的基线误差、大气误差和地形误差等,通过干涉影像对配准、基线估计、滤波去噪和相位解缠,获取矿区地表形变图;借助ArcGIS空间分析工具和MATLAB软件,与水准测量数据进行叠加,分析沉陷区域的空间动态分布。然后进行D-In SAR形变数据和矿区水准沉降监测精度、相关性和误差源分析。研究结果表明,精细化D-In SAR监测与水准观测的形变趋势一致,达到了水溶矿山地表沉降体积的获取精度要求。     

D-In SAR技术在城市地表变形监测中的应用初探

合成孔径雷达差分干涉测量(D-In SAR)技术是近几年迅速发展的一种监测地壳形变的新型测量技术,它具有高精度、全天候、可以进行大范围城市地表变形监测等优点。本文介绍了D-In SAR技术的基本原理、D-In SAR技术在城市地表变形监测中的处理流程、探讨了制约D-In SAR技术监测城市地表变形精度的主要因素及其解决方法。     

基于SBAS-InSAR和BP算法的大理市地面沉降监测及预测

针对传统差分合成孔径雷达干涉测量(differential interferometric synthetic aperture radar, D-InSAR)存在时空失相干、大气延迟的问题，选择小基线集合成孔径雷达干涉(small baseline subset interferometric synthetic aperture radar, SBAS-InSAR)技术获取高精度地表沉降信息。为了更快了解未来城市地表沉降趋势，提出一种基于SBAS-InSAR和BP神经网络算法的城市地表沉降监测及预测模型。利用SBAS-InSAR技术获取大理市2020年5月1日至2021年12月22日时间序列累计最大沉降速率，其沉降速率范围为-52.627～47.543 mm/a;选取研究区5个沉降较为严重的区域分析沉降原因；最后随机选取B沉降区内1 000个沉降点，其中300个作为学习训练样本，700个进行测试和预测分析，预测结果与监测结果相吻合，其平均绝对误差为0.255 mm,均方误差为0.129 mm。实验结果表明，提出的结合SBAS-InSAR和BP算法模型，能够有效对城市地表沉降进行监测...     

融合多种差分干涉测量的矿区地表形变监测

为解决时序短基线集差分干涉测量技术(SmallBaseline Subset-InSAR,SBAS-InSAR)无法准确估计煤矿沉降中心形变值的问题,通过融合合成孔径雷达差分干涉测量(Differential InSAR,D-InSAR)和SBAS-InSAR技术研究了测量矿区地表形变的监测方法。利用25景Sentinel-1数据,根据基于相干性系数的D-InSAR方法和结合永久散射体合成孔径雷达干涉测量(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,PS-InSAR)的SBAS-InSAR方法分别生成研究区域的形变图,并借助Kriging插值法,将前者方法所得结果填补于后者方法所获形变结果,完善矿区形变中出现的空缺值,从而更为准确地估算矿区地表形变结果。此外,沿着开采面的横纵剖面详细分析典型矿区的形变结果,并绘制地表形变剖面曲线,以此剖析矿区沉降漏斗的演化过程。最后,为了定量说明该方法的可靠性,将矿区形变结果和水准测量数据进行误差对比,并将标准差和均方根差作为矿区形变结果精度的评定指标。结果表明：相干性系数图整体质量较优,研究区域中最大累积沉降量可达176.39mm,年均沉降速率最大可达-103.82 mm/y。通过本文方法得到的形变结果和水准处理数据基本一致,且误差均小于13 cm,监测精度满足煤矿开采相关测量技术要求。     

基于时序InSAR技术监测北京平原区地面沉降

选取地面沉降比较严重的北京平原区作为研究区域,利用时序InSAR技术对该区域2003-2010年的52景ENVISAT ASAR数据进行处理,通过小基线对组合、差分干涉处理、高相干点提取、形变相位分离等步骤,最终反演出北京地区2003-2010年的时间序列累积沉降量和平均形变速率.研究结果表明,沉降地区主要分布在朝阳、通州、昌平和顺义地区,其中朝阳-通州区域沉降最为严重,年最大沉降量超过了110mm/y,与该区域过度开采地下水有关.将监测结果与现有研究成果和实测水准数据进行对比,发现三者具有较高的一致性,表明时序InSAR技术监测地区沉降具有可靠性和准确性.     

利用时序InSAR技术监测兰州市主城区地表形变

城市地表形变是城市发展进程中的阻碍因素,为监测城市地表形变,利用46景Sentinel-1A影像,通过短基线集干涉测量技术(SBAS-InSAR)对兰州市主城区进行监测,SBAS-InSAR技术是在传统的D-InSAR技术上发展起来的时序InSAR技术,可以监测长时间序列上高精度的地表形变结果。实验获得了2017年1月到2018年8月间的地表形变信息,结果表明兰州市区存在大范围的地表沉降,最大年平均沉降速率达到104.2mm/a,累积沉降量达到174.4mm,并对兰州市区内沉降区域分布范围和发展趋势做了总结。城区北部的沉降区域主要分布在新开发的居民区周围,形成了四大沉降中心区域,城区南部沉降最为严重的是七里河区,有多个区域的年平均沉降速率达20mm/a以上。     

基于SBAS-InSAR技术的丹江口坝区地表形变监测与分析

丹江口水库是南水北调中线工程的水源地,地理位置极其重要.丹江口坝区是丹江口水库的核心区域,在长期使用过程中不可避免会发生形变,形变监测十分必要.然而传统的监测手段有很多限制,本文采用短基线集干涉测量(SBAS-InSAR)技术,将2017年3月12日至2018年3月19日的25景Sentinel-1A卫星SAR图像作为研究数据,开展以丹江口坝区为中心的大范围的地表形变监测研究.以研究区地表的形变量及形变趋势结果为依据,结合当地地形地貌及站点实测水文资料,综合分析该区域地表形变情况,并对丹江口大坝及坝区的安全性进行评估.研究发现:丹江口大坝周边150 km~2范围内的形变小于10 mm/a,在时间序列上呈现较为稳定的状态.     

基于D - InSAR的彬长矿区沉陷变形监测

差分雷达干涉测量(D - InSAR)技术能够监测沉陷区空间连续曲面的形变,具有精度高、连续监测、成本低等特点,是对现有矿区地表沉陷监测方法有益的补充.以陕西彬长矿区为例,根据获取的雷达影像图开展干涉测量的研究,将形变前后2幅干涉图相位差分得到地表形变,对照矿区的实际情况,分析去相干源影响,并对其误差作了简要分析.结果表明:D - InSAR技术,能够准确反映出矿区沉陷的位置和下沉程度,尤其在黄土高原,地质地貌条件比较复杂的条件下,更展示出D - InSAR技术在矿区地面沉降监测适用性、优越性和实用价值.     

基于InSAR和指数分析的地面沉降风险评估与预测——以城市密集高层建筑区为例

传统的沉降风险评价依赖于实地测量监测技术,即使是一系列的观测点数据也难以直观地表现一定区域内地面沉降的空间分布,而有着大范围、高密度、时效性优势的基于合成孔径雷达差分干涉技术(In SAR)的地面沉降监测手段可以更加方便地提取范围内地表形变速率或形变量。通过D-In SAR和PS-In SAR技术分析sentinel-1A数据分别得到地面累积沉降量和年沉降速率信息,运用模糊层次分析法建立易发性指标,结合Python代码设计的ROC曲线利用其ACU值进行检验易发性模型的有效性;通过危险性指数法利用不同程度的降水情况获取失稳概率,得到不同降雨工况下的危险性指标,为定量的沉降易发性评估提供了依据。     

基于短基线差分干涉法的上海地面沉降分析

利用短基线差分干涉时序分析方法获取上海城区的地面形变信息.短基线时序分析方法选择较短的干涉对组合,利用干涉对中的高相干目标的相位和幅度信息在长时间序列中保持稳定的特性,获得高精度的地表形变信息.实验选择上海外环以内的区域,利用2007—2010年间的17景日本ALOS卫星的PALSAR数据,采用短基线时序分析方法提取了相干目标视线向的平均沉降速率.在沉降速率图中,杨浦区与虹口区交界处存在一个明显的漏斗状沉降;闵行区和浦东新区出现了一个较大范围的不规则的沉降条带.     

广域InSAR时序分析技术对华北平原地表形变的监测

基于2015—2019共4年的合成孔径雷达(SAR)卫星影像,提出一种广域合成孔径雷达干涉测量(InSAR)时序分析技术,对华北平原的地表形变进行高精度连续监测。首先对SAR影像进行干涉处理,得到干涉图。在此基础上,使用经过并行化改进的永久散射体技术斯坦福改进(StaMPS)方法,提取干涉图中所有永久散射体(PS)像元,获取研究区域全分辨率的时序形变信息。之后,使用大气模型校正法与共景叠加法相结合的联合大气校正方法,估计并去除形变信息中的大气噪声。经过上述处理流程后,成功地获取华北平原地表大空间尺度、长时间跨度、全空间分辨率和高精度的形变信息,进而监测到平原内部由长期地下水开采导致的高达100 mm/a的大范围强烈沉降信号。相较于既有算法,并行化StaMPS方法通过在多个计算节点之间的实时分配,节约至少60%的计算时间,联合大气校正方法则可以去除约74.3%的大气噪声项,有效性显著高于两种校正方法的单独使用效果。广域InSAR时序分析技术可以有效地实现对大范围地表形变的高精度连续监测。     

基于多时相InSAR技术的大渡河瀑布沟水电站形变监测与预测

形变监测与预测是对水电站异常情况进行预警和及时采取补救措施的关键。提出了一种长短期记忆(LSTM, long short-term memory)神经网络方法来预测大渡河流域瀑布沟水电站干涉合成孔径雷达(InSAR, interferometric synthetic aperture radar)的时间序列形变。该方法首先利用多时相干涉合成孔径雷达(MT-InSAR, multi-temporal interferometric synthetic aperture radar)技术对2018—2020年瀑布沟水电站的哨兵一号(Sentinel-1)图像进行时间序列形变监测,然后基于时间序列InSAR形变数据采用LSTM神经网络建立了形变预测模型,最终获取瀑布沟水电站的形变速率结果和时序形变的预测结果。结果表明,瀑布沟水电站最大沉降速率达到-34 mm/a, LSTM预测模型训练和测试过程中点尺度的均方根误差(root mean squared error, RMSE)和绝对误差平均值(mean absolute error, MAE)最小值分别为2.343 mm和2.010 mm,...     

应用相干点目标干涉测量分析方法监测北京市地面沉降

本文介绍了合成孔径雷达差分干涉测量(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,简称D-In SAR)和小基线集(Small Baselines,简称SBAS)时间序列分析方法的原理,利用D-In SAR和SBAS分析方法,基于ENVISAT ASAR数据,研究了2007—2010年期间北京东郊主要地面沉降区域的空间分布特征,并对两种方法获得的结果进行对比验证,选取均匀分布的1 000个点的年平均沉降速率进行对比,结果显示,二者之间的相关性达到0.91,均方根值(RMS)为13.57 mm/a.