合成孔径雷达技术研究综述

为发挥合成孔径雷达(SAR: Synthetic Aperture Radar)对深部地质目标精确探测与快速解析的优势, 进一步提高地面目标识别的分辩率, 在讨论基本原理及其数据解析方法的基础上, 对SAR 技术的偏振测定法、干涉测量法和差分干涉法进行了分析; 给出了超带宽SAR 应用的有利与不利条件; 总结了该项技术的应用范围及技术规范, 为SAR 在数字地质科学以及地球信息科学中的应用提供理论基础及技术指导。     

地质雷达在不良地质灾害体中的应用研究

地质雷达具有探测精度高、携带方便、数据易处理、成果直观等优点被广泛应用于隧道超前地质预报项目中。本文采用地质雷达进行隧道超前地质预报,总结出岩体较完整、岩体节理裂隙发育、空溶洞、软弱夹层、土体与岩体分界面五种典型的不良地质灾害体对应的雷达波形特征,为此类工程应用提供参考依据及指导作用。     

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.     

砂岩及其坡积物结构面的地质雷达图像解译——以超强地面耦合50 MHz雷达天线探测为例

白鹤滩地区下覆地层具有含水量高、透水性差、强度低等特征,可能会在工程中引发地质灾害等问题.利用超强地面耦合50 MHz雷达天线,采用剖面法研究砂岩及坡积物区域地层结构,获取了砂岩及坡积物之间不同结构面的波形特征,并且在雷达图像上客观地反映砂岩及坡积物地区地层变化情况.针对探测区实际情况优选地质雷达探测及具体应用,并对图像资料进行精细的解译,确定了地层结构面的纵向变化情况,清晰地反映出基岩内部特征,也对地质雷达高分辨率野外数据采集、分析有着重要的参考价值.     

地质大数据在地质灾害防治中的应用

本论述主要思考地质大数据在地质灾害防治中的应用.甘肃省是各类地质灾害最为频发的省份之一,近几年各类自然灾害呈愈来愈严重的爆发趋势.通过对区域内海量地质类数据进行整理,可得到具有一定可寻规律的数据集合,分析这类地质“大数据”可对地质灾害进行有效的预测与防治.地质大数据对于地质灾害成灾规律能够总结得更加客观全面,对于地质灾害的预测能够更加及时和准确,总体上对地质灾害的防治工作可提供有力的技术保障.     

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。     

基于InSAR技术的地表形变监测

地表形变引发了一系列的地质灾害,因此,对地表形变进行监测显得尤为重要.卫星合成孔径干涉测量是一项极具潜力的区域地表形变监测技术,具有很好的优越性,应用前景广泛.介绍了地表形变及其带来的危害和SAR数据的基本处理流程等,并以BAM地震为例对InSAR技术在地表形变监测中的具体应用进行了讨论与分析.     

长江三峡库区地质灾害研究体系构想

分析了三峡库区地质灾害防治面临的移民工程地质调查工作薄弱、潜在地质隐患严重的现状.根据地质灾害监测、预警预报系统的最新研究进展,地质灾害灾情评估与减灾对策研究和地质灾害治理研究的发展趋势,建立了库区地质灾害研究框架.提出近期应加强的重点研究工作为:(1)建立库区地质灾害监测及预警系统;(2)库区地质灾害灾情评估及示范工程等领域的研究.并有针对性地分析了今后一段时期研究工作的三个层面:(1)山地地质灾害形成机制的基础理论研究;(2)地质灾害治理的应用基础研究;(3)地质灾害防治和监测的应用技术研究.     

GIS支持下的湖南省地质灾害气象预警系统建设探讨

基于降雨是地质灾害主要诱发因素这一思想,介绍了在GIS技术支持下构建湖南省地质灾害气象预警系统的总体结构与功能特征,重点讨论了系统实现过程中的开发思路、逻辑及应用架构、分析流程等关键问题.依据湖南省地质灾害发生特点,选定日雨量和小时雨量作为气象数据来源,结合地质背景因素,形成了一整套地质灾害气象预警方法体系.在此基础上,建立了基于日雨量的预警分析子系统、基于小时雨量的预警分析子系统和辅助办公自动化子系统,从而实现了快速、高效的省级地质灾害气象预警.     

地质雷达在滑坡滑面分析中的应用

福建省地质灾害易发区主要分布在生活聚居区边缘,直接危害到生活区的人民生命财产安全,边坡设计过程中一个很重要的依据就是工程地质条件,因此对边坡工程地质结构的调查显得尤为重要,但由于客观条件使用常规地质钻探手段往往施工困难,工程投资大,费用高,而且控制范围有限,很难查明滑坡滑动面及不良地质结构面的整体发育情况,地质雷达作为一种新型的高分辨率无损探测工具,采用地质雷达超强地面耦合天线结合钻探,可以有效地解决这个问题,为滑坡治理与支护提供设计参数,本文通过对沙县某滑坡工程勘察的实例进行详细说明,介绍了地质雷达技术在边坡工程地质勘测中的应用。     

探地雷达在隧道质量检测中的应用及数据处理

以探地雷达在东沟隧道工程中的应用为例,结合隧道质量检测中的实际经验,阐述地质雷达检测技术的无损、快速、精确度高等优点,通过使用RANDAN 7对大量雷达数据的处理和对雷达波形的分析,总结雷达图像处理的方法.     

同时SAR/GMTI工作模式研究

同时SAR/GMTI模式可实现对地面运动目标状态的全跟踪,是美军AN/ZPY-2雷达和北约的SOSTAR-X雷达的重要工作模式﹒本文在分析SAR模式和GMTI模式特点的基础上,针对不同体制的相控阵列,提出了同时SAR/GMTI模式的设计方法﹒     

中巴经济走廊地质灾害研究进展与展望

中巴经济走廊(CPEC)是连接中国与南亚、西亚的重要通道. CPEC北部大部为青藏高原、帕米尔高原山区,具有独特复杂的地质结构、活跃的构造运动、多样的地形地貌、多变的环境气候背景. CPEC内滑坡、泥石流及冰川跃动等相关灾害多发,影响着CPEC的安全建设和运营,面临巨大风险和挑战,地质灾害亦给当地社会和人民带来巨大损失.本研究系统总结了CPEC滑坡、泥石流及冰川相关灾害识别编目及成因、地质灾害评价、灾害防治与减轻等方面研究现状.针对当前研究存在的5点不足:孕灾背景研究较为薄弱、灾害早期识别有待进一步加强、灾害特征与机制揭示不够深入、灾害评价及方法有待发展、地质灾害综合防治有待提升等,提出相应建议.提出三方面展望:开展CPEC环境地质普查、地质灾害详查,建立完备的地质灾害本底数据;促进建立适于CPEC的地质灾害空天地联合监测识别技术体系,促进卫星数据共享体系升级;开展系统全面的地质灾害防治、风险评价、减灾与灾后恢复研究等.     

基于GIS的公路地质灾害信息管理与决策支持系统

根据地理信息系统在国内外的实际应用情况以及公路地质灾害的发生和监测管理存在的自身特点,提出了开展公路地质灾害信息管理与决策支持系统研究的必要性,并分析了系统开发目标、开发原则和研究的关键技术.在系统实践过程中,结合西部一条运营高速公路中重点地质病害路段的实际情况,开发了基于GIS的公路地质灾害信息管理与决策支持系统.该系统以地质灾害的空间图形信息和属性信息为基础建立系统数据库,依托数学评价、预测和预报模型以及GIS系统的空间分析能力,形象地评价、预测和预报了地质灾害,为西部公路建设管理部门有效控制和防治地质灾害、降低地质灾害造成的损失提供科学决策依据.     

GPS技术在郑汴新区地面沉降观测中的应用

基于《河南省郑汴新区城市地质灾害与地质环境综合调查评价》项目中地面沉降部分,对GPS技术在郑汴新区地面沉降监测中的应用,总结出了一些行之有效的高精度监测方法。该文介绍了地面沉降监测点制作规格和监测网的建立情况,详细说明了GPS技术在郑汴地面沉降精密监测野外实施方法和得出监测数据的整个流程。     

地质雷达在顶管施工隐患检测中的应用

顶管施工过程中会导致顶部围岩振动,产生引起地面塌陷的隐患.利用地质雷达研究引起地面塌陷隐患的位置及规模,可以有效地制定治理方案.该文介绍了地质雷达检测方法的原理及其在顶管检测方面具有分辨率高、探测结果准确、无损检测等优点.重点探讨了地质雷达应用于顶管检测数据采集处理以及图像识别,并对围岩扰动程度按三种标准划分,为顶管施工产生的隐患治理提供了科学依据.且该方法在实际工程中效果好.     

典型建筑物的合成孔径雷达回波模拟研究

为了更有效地研究合成孔径雷达的成像算法,回波模拟技术的研究变得十分重要,其中回波模拟的计算效率成为关键问题,采用2DFFT方法对粗糙地面上的典型建筑物进行合成孔径雷达( SAR)的回波模拟,获得了地面建筑物的正确SAR回波信号.针对SAR雷达回波模拟中去遮挡部分计算量大,引入了图形电磁学的方法,利用计算机硬件自动去遮挡...     

星载合成孔径雷达图像解析定位算法研究

在合成孔径雷达(SAR)图像目标定位技术的基础上,研究基于3个地面控制点的目标图像解析定位算法.该算法利用地球模型和合成孔径雷达图像的特点,在地心直角坐标系下求解目标的位置,用解析算法实现对目标的定时定位,并采用GPS定位数据对北京地区7个点进行了目标定位测量,给出了各点的误差分析.算法不依赖卫星平台和雷达参数,可用于未校正的星载SAR图像.     

基于地面回波的超大稀疏分布式小卫星阵列的误差估计方法

用多颗小卫星雷达构成编队飞行,可以提高多项雷达探测任务的性能,如地面动目标检测(GMTI)、地面高程测量(DEM)等,其潜在性能、成本和可靠性均优于单颗大卫星雷达.制约分布式小卫星编队高效性能发挥的主要困难是如何校正这种超大稀疏三维立体阵列的误差.文中结合分布式小卫星接收回波数据的空-时-频特点,提出的算法可以从回波数据中估计这种超大稀疏阵列的误差,进行有效的校正,从而完成大观测条带、高质量的SAR成像和地面运动目标的检测等功能.     

南方地区岩溶监测物探方法研究

本文简要介绍了南方地区岩溶监测中物探方法的研究,在结合地质资料的情况下比较高密度电法、浅层地震以及地质雷达等方法的应用效果.