PS-InSAR在南昌地表变形监测中的应用研究

利用2014-2018年覆盖南昌市区域范围Sentinel-1A卫星数据,采用PS-InSAR技术对南昌市主要的基础设施建设,如高铁、地铁、隧道、桥梁、高楼等地表形变情况进行计算、趋势分析与及时监测,为区域灾害提供预警与评估,及为地区规划与发展提供决策支持。PS-InSAR技术在地面沉降、自然灾害等地表形变监测方面已得到广泛的应用。就PS-InSAR在南昌地表形变监测的应用进行了探讨,并根据InSAR的特点,指出了InSAR的部分缺陷,给出了InSAR的使用局限以及今后的研究方向。     

基于PS-InSAR和SBAS技术监测昆明市主城区地面沉降

由于昆明近几年城市建设发展、地铁兴建、地下水开采等,导致地面出现严重的沉降现象,因此对其进行有效监测十分必要。本文利用覆盖昆明地区的30幅Sentinel-1A影像,分别采用PS-InSAR技术和SBAS-InSAR技术进行数据处理,获得两组昆明市主城区的地表沉降信息,并通过交叉验证分析和时序分析对两组结果进行对比。结果表明:两种方法的结果具有相关性、可靠性和较高一致性,研究区在2018年7月至2019年7月期间存在地面沉降问题,且最大年沉降速率可达到-39.258 3 mm/a。     

基于SBAS和IPTA技术的京津冀地区地面沉降监测

京津冀位于华北平原北部地区,地下水的长期超量开采,造成了严重的区域地面沉降,对京津冀区域进行大范围地表形变监测已经成为一个值得关注的问题.基于相邻条带的RADARSAT-2数据,结合小基线集干涉测量技术和干涉点目标分析技术,获取京津冀地区2012-2016年地面沉降场时序信息.基于监测结果对研究区地面沉降发育情况进行初步探讨,并对沉降漏斗的时空演化特征进行分析.研究发现,京津冀地区发生地面沉降的区域较多,地面沉降不均匀性特征明显,地面沉降发育最严重的地区位于北京金盏一带,最大沉降速率达到130 mm·a~(-1);在多个沉降漏斗中,北京金盏沉降漏斗、天津王庆坨沉降漏斗发育最为严重,累计沉降量分别达到661 mm,658 mm.衡水市阜城县、景县沉降漏斗扩张趋势最为剧烈,累计沉降量大于200 mm的面积达到1494 km~2.     

利用SAR相干点目标分析技术监测常州地面沉降

由于地下水开采和大量工程建设的影响,不少城市地面沉降问题突出.利用2011年至2013年间获取的41景TerraSAR-X高分辨率SAR数据,采用相干点目标分析技术对常州地表形变进行监测,获得了地面沉降速率图,并与水准测量结果进行了对比验证,达到了毫米级精度.研究结果显示,常州市武进地区存在几处明显的沉降,在2011-2013年间最大沉降速率达到28.7 mm/a,体现了IPTA技术在城市地面沉降监测中有很好的应用前景.     

融合升降轨PS-InSAR东营市地面沉降监测

针对PS-InSAR技术存在单一轨道覆盖率低、升降轨道基准难以统一的问题,提出一种融合升降轨数据共同获取地面形变场的方法。利用覆盖东营市的84景Sentinel-1A雷达卫星数据,采用PS-InSAR技术分别获得升轨和降轨下的垂直向形变量,进行升降轨解算结果内部互检。通过抗差最小二乘曲面拟合法统一参考基准,实现升降轨观测序列的数据融合,最终得到地面形变场。实验结果表明:升降轨下同名相干点内部互检相关系数优于0.8;升降轨数据融合中抗差最小二乘拟合法较传统方法点位精度提升3.3 mm;东营市在2018年1月至2019年7月期间地面沉降分布呈现东部沿海大于西部城区的特点,且最大沉降量为-458 mm。     

曹妃甸新区PS-InSAR技术沉降监测及分析

随着曹妃甸新城的快速发展，地面沉降现象越来越引人重视，为分析该区域的沉降特征与原因，利用2019年2月至2021年12月共35景Sentinel-1A影像，基于PS-InSAR技术，获取了曹妃甸新区的地表沉降信息，提取特征点累计沉降量并分析沉降区域时空变化特征。结果显示：研究区整体区域沉降，主要沉降区位于西南方向，形变速率集中在-32.30～-3.48 mm/a;形变最严重区域位于唐山湾生态城，最大沉降量超过170 mm,形变区域面积较大且未达到稳定状态，未来仍会继续下沉。监测区的沉降主要与地下水开采、建筑设施荷载及吹填土自身压缩固结有关。     

基于小基线DInSAR技术的典型地区沉降监测

为了有效地监测城市地面沉降情况,以2003—2010年该区52景ASAR数据为研究对象,利用小基线DInSAR技术方法,通过连接、干涉、解缠、轨道精炼和去平、反演、二次反演、地理编码等步骤,对反演出的实验区2003—2010年的形变速率进行时序序列分析。结果表明:实验区地面抬升沉降主要分布在A区、B区、C区、D区(最大沉降速率达到每年11.1 mm),抬升区域主要分布在A区和D区(最大抬升速率达到每年9.2 mm),其余大部分地区的沉降和抬升速率不太明显。通过与以往的沉降研究成果进行对比,验证了该技术在地面表沉降监测中的可靠性和准确性,为后期研究及预测实验区地面沉降及抬升提供理论依据。     

基于PS-DInSAR的太原市城市地表形变监测

为了快速准确对太原市地面沉降进行监测和有效管理,基于2016年2月17日至2018年2月18日的20景Sentinel-1A影像,采用PS-DInSAR技术对太原市地面沉降进行了监测。结果表明:太原市的主要沉降区域为小店区、吴家堡、北固碾村、杨家峪和西张,且以小店区的地面沉降最为严重;太原市地面沉降速率呈先增大后减弱趋势;田庄断层对小店区地面沉降规律具有显著影响。与前人研究和太原市水井点的对比表明,基于PS-DInSAR技术对太原市地面沉降进行监测的结果可以满足实际的监测和管理需求。     

基于永久散射体雷达干涉测量技术的北京市地面沉降研究

地面沉降是北京平原区主要地质灾害之一,在过去的几十年中,其沉降范围和幅度逐年扩大．文中采用永久散射体干涉测量技术（PS-InsAR）进行检测、监测该地区地表形变特征．通过分析时间序列的干涉测量结果发现,该地区地面沉降存在构：造控制的特性,尤其是在北部沉降区．揭示了北京市第四纪顺义凹陷与沙河凹陷地区地面沉降趋势及范围受黄庄-高丽营、南口孙河断层控制．同时将PS-InSAR提取的地面沉降等值线与粘性土厚度分区结果对比分析发现,该地区地面沉降多发生在粘性土厚度大于50m的地段范围内,沉降中心多数位于粘性土厚度大的地区．     

基于PSInSAR和GIS空间分析的南通市区地面沉降监测

为提高永久散射体雷达差分干涉测量(PS-InSAR)技术中大气延迟相位提取精度,在采用滤波方法从残余相位中提取大气延迟相位时,提出了基于结构函数的最佳滤波方法及滤波窗口大小的自动确定方法;并对PS(permanentscatterer)点的线性形变速率进行空间分析,了解其数据分布,探测离群值,然后进行Kriging插值,以获得高分辨率的沉降速率图.为验证方法的有效性,以江苏南通市区为试验区域,采用2006—2007年间15幅Envisat卫星SAR(synthetic aperture radar)图像进行地面沉降监测.结果表明,该方法有利于确保大气延迟相位的提取精度,获得了南通市区高分辨率的沉降速率图,发现南通市区存在多个沉降漏斗,但在2006—2007年间没有出现沉降速率特别大的沉降漏斗,大部分区域的沉降速率不超过11 mm.年-1.     

上海市控制地面沉降灾害的成本-效益分析

从 2 0世纪 6 0年代开始 ,上海市就积极开展地面沉降动态监测与研究 ,采取地下水人工回灌、限制地下水开采等有效措施 ,最大限度控制地面沉降 ,已取得显著成效 .控制沉降后 (196 5— 2 0 0 0年 )的年均沉降量从控制沉降前 (192 1— 196 4年 )的 37.93mm锐减至 6 .19mm .运用成本 -效益分析方法 ,对上海市控制地面沉降灾害的费用效益进行了探讨 .结果表明 ,上海市控制地面沉降灾害的投入为 16 .75亿元 ,取得的控制沉降经济效益高达 6 15 9.4 2亿元 ,年均控制沉降效益为 171.10亿元 ,控制 1mm地面沉降的经济效益为 5 .37亿元     

基于D-InSAR技术的韩城矿区沉降监测与分析

在阐述二轨法D-InSAR技术原理的基础上,以韩城矿区为研究区域,利用2007年1月-2011年2月之间的17景L波段ALOS PALSAR影像和SRTM3 DEM数据,结合GAMMA软件和韩城矿区建立了监测策略,获取了矿区的年平均沉降速率图,其最大年平均沉降速率为410.91mm/a。对P2沉降区进行精细分析,获取了沿工作面走向AB的剖面图,得出沉降边缘向沉降中心递增的沉降趋势。结果表明:L波段ALOS PALSAR影像和二轨法DInSAR适合韩城矿区地面沉降的监测分析。     

基于SBAS技术的山区城市地面沉降监测研究-以攀枝花为例

基于INSAR技术的山区城市地面沉降研究,因地形复杂、植被覆盖等因素开展较少。本文首次在攀枝花市,利用12景2009-2010年ENVISAT ASAR数据,采用短基线集方法开展大范围、长时间监测。结果表明,攀枝花市东区地面沉降较大,沉降的平均速率高达48mm/y,西区沉降较小,沉降平均速率10mm/y,推测原因多为城市化建设所致地面荷载,而市东北方向的露天矿区,因连续开采所致不同时期同一地点的地表变化,导致高相干点在此区域分散稀疏,不能表明是否有沉降现象。     

PS-InSAR技术及其在地表沉降中的应用

PS-InSAR技术是对传统的InSAR技术的扩展应用,利用一系列在时间序列上保持相位稳定的永久散射体,分析时间序列上相位变化提取研究区域的变形信息,并且能够克服失相关和大气延迟等问题,能够有效利用已有数据,获取高精度的、高空间分辨率的地表沉降信息,是进行地表沉降监测的一种新的方法。     

基于短基线集方法(SBAS-INSAR)技术的山区城市地面沉降监测研究——以攀枝花为例

基于合成孔径雷达干涉(interferometric synthetic aperture radar,INSAR)技术的山区城市地面沉降研究,因地形复杂、植被覆盖等因素开展较少。首次在攀枝花市,利用12景2009-2010ENVISAT ASAR数据,采用短基线集方法开展大范围、长时间监测。结果表明,攀枝花市东区地面沉降较大,沉降的平均速率高达48 mm/年;西区沉降较小,沉降平均速率10 mm/年。推测原因多为城市化建设所致地面荷载;而市东北方向的露天矿区,因连续开采所致,不同时期同一地点的地表变化,导致高相干点在此区域分散稀疏,不能表明是否有沉降现象。     

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.     

乌海矿区地表沉陷SBAS-InSAR监测分析

煤炭资源开发战略迅速西移,造成西北矿区严重的地表沉陷,该研究以位于内蒙古自治区乌海市乌海矿区为研究对象,采用SBAS-InSARS技术对25景ALOS PALSAR数据进行处理,监测了该地区2007年1月到2011年2月的地面沉降情况,获取了平均沉降速率和时间序列累积沉降量,沉降结果表明,乌海矿区沉陷多个沉降中心,主要分布于研究区内的北部、西南部、东南部,沉降速率在空间上呈不均一分布,最大年沉降速率在52～57mm/a;研究区域最大沉降量高达56cm,且沉降中心在不同时间段的形变量不同。     

D-InSAR与PS-InSAR的理论模型、技术特别及应用领域

合成孔径雷达干涉测量InSAR(synthetic aperture radar interferometry)是空间对地观测技术的一次革命性飞跃,特别是D-InSAR和PS-InSAR技术在对地表沉降监测中的应用,受到了越来越多的关注.介绍了D-InSAR和PS-InSAR技术的理论模型,在分析理论模型的基础上,归纳出这2种技术的不同特点,系统地总结了它们各自适合的应用领域以及暂时难以应用的情况.     

D-InSAR与PS-InSAR的理论模型、技术特点及应用领域

合成孔径雷达干涉测量InSAR（synthetic aperture radar interferometry）是空间对地观测技术的一次革命性飞跃,特别是D-InSAR和PS-InSAR技术在对地表沉降监测中的应用,受到了越来越多的关注．介绍了D-InSAR和PS-InSAR技术的理论模型,在分析理论模型的基础上,归纳出这2种技术的不同特点,系统地总结了它们各自适合的应用领域以及暂时难以应用的情况．     

基于高级InSAR时序分析方法的高速公路沉降分析

利用一种新的分析方法 FRAM-SBAS时序分析方法,对兖州地区的ALOS PALSAR数据进行分析,研究该地区的高速公路沉降。FRAM-SBAS时序分析方法是一种融合了多种In SAR误差源校正方法的短基线集时序分析策略。利用Envisat数据,使用FRAM-SBAS时序分析方法获得的济宁地区在2008-09-21~2010-07-18期间地表的时序变化,得到了很好的研究结果,济宁地区最大时序沉降量为60 mm,最大沉降速率达到50 mm/a。高速公路路段最大沉降量达到53 mm,最大沉降速率为32 mm/a。而且高速公路沉降严重的路段均在地面沉降严重的区域,从而证明了矿区开采和车辆载荷对高速公路沉降的影响,同时也证明了该时序方法在地面及高速公路沉降监测方面的可行性。