基于D-InSAR的东川城区周边滑坡灾害识别

东川地处世界深大断裂带,地质构造复杂、侵蚀强烈,区域内滑坡、泥石流与地震等地质灾害频发,主动防范困难.传统地表形变监测方法监测范围小、工作量大、效率低,难以实现大范围宏观连续性监测.InSAR技术在多个地区滑坡灾害监测中得到成功应用,而东川地区高差大、地表植被覆盖显著、人工地物稀少,两期SAR影像相干性低,不利于采用I...     

基于WebGIS的形变监测成果管理与展示系统

随着空间对地观测技术在地表形变监测中的广泛应用,对形变监测成果管理与展示的需求日益增加。一方面,全球定位系统（Global Positioning System,GPS）和合成孔径干涉雷达（Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR）等测量技术监测获取的数据量越来越大、类型越来越多,急需进行有效管理;另一方面,监测成果的展示效果需要更加直观和人性化。基于网络地理信息系统（WebGIS）的技术,通过OpenLayers地图框架和ASP.NET技术（Active Server Pages.NET Framework,ASP.NET）,采用依比例分级展示点云数据的方法可视化InSAR数据,采用依比例生成有向线段的方法可视化GPS速度数据;开发了形变监测成果在线展示系统,利用数据库技术规范了监测数据的存储,实现了变形监测成果的高效科学管理,提高了形变监测成果的展示、编辑、管理的效率。     

InSAR同震形变场及其在震源参数确定中的应用研究进展

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术是20世纪70年代发展起来的一种空间大地测量技术,具有全天时、全天候、高精度、广域覆盖的优势,自20世纪90年代以来在地震地壳形变监测研究领域得到了广泛应用,对地震发生机理研究具有重要意义。尤其是InSAR技术观测的同震地壳变形结果可以为分析发震断层几何学特征和动力学机制提供重要约束。随着InSAR技术的发展,如何获取可靠、多维的同震形变场,构建更加真实的正反演模型,是利用InSAR技术研究地震震源参数的关键。首先,综述了利用InSAR技术获取同震形变场的研究现状,总结了InSAR技术获取同震形变场的优缺点、InSAR技术获取三维同震形变的现状; 接着,回顾了地震震源参数正反演模型及方法的研究历程,包括从简单的弹性半空间位错模型到接近真实地球介质的数值模型,分析了不同反演方法和先验约束对结果的影响; 最后,从同震形变场分离、自动化InSAR数据处理与震源参数反演等方面进行了展望。综上所述,InSAR技术获取的同震形变场具有大范围、高精度的优势; 随着精细地壳介质参数的逐步确定,联合地震学技术方法,InSAR技术可以反演确定比较准确的地震震源参数。     

基于卫星InSAR技术的地质灾害隐患点探测与形变分析

地质灾害的频繁发生直接或间接地给自然环境和社会带来了不可逆转的巨大危害,近年来我国也在不断加强地质灾害早期识别和防治的力度.合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术以其全天时、全天候、高精度、大范围监测的优势,成为一种重要的形变监测手段.本文以贵州省黔东南州地质灾害隐患排查为例,采用差分干涉测量(D-InSAR)和小基线集(SBAS)时序InSAR技术分别处理了ALOS-2/PALSAR-2和Sentinel-1雷达数据.选取具有代表性的4个隐患点区域重点讨论,结果展示了D-InSAR在大范围地表形变探测以及SBAS在高精度形变监测中的优势,同时表明两种方法在地质灾害隐患普查中可以互相补充,提升地灾隐患的识别能力.此外,获取的隐患点雷达视线方向累积形变序列和平均形变速率,可为贵州省地质灾害防灾减灾提供有价值的参考.     

基于InSAR的济宁矿区沉降精细化监测与分析

针对矿区沉降监测的需求,分析了雷达干涉测量(InSAR)技术在济宁矿区沉降精细化监测中的应用.分析了InSAR技术在矿区沉降监测中存在的技术难点,建立了适合于矿区沉降监测的InSAR实用化数据处理流程及方法,提出了由粗到精的精细化监测策略.以济宁矿区为实验区,采用L波段的PALSAR(phased array type L-band synthetic aperture radar)雷达数据和双轨法差分干涉测量方法,构建了6个干涉对,获取了矿区的InSAR形变图,得到了多个由于地下采煤造成的沉降漏斗;对其中的葛亭煤矿进行了精细化分析与解译,生成了矿区沉降的等值线图及三维形变图;采用精密水准数据对InSAR测量结果进行了可靠性及精度的验证.结果表明:L波段雷达数据和双轨法差分干涉测量技术非常适合矿区大形变的沉降监测,其监测精度可以达到厘米级.     

基于Sentinel-1A雷达影像的DEM提取方法

合成孔径雷达干涉测量是一种提取数字高程模型、探测地表形变的新技术,近年来已成为快速获取精确DEM的重要手段.以Sentinel-1A雷达影像为数据源,基于InSAR技术提取日本四国岛地区的DEM.结果表明,利用InSAR生成的DEM总体上符合该地区实际地形.基于InSAR技术的Sentinel-1A雷达影像反演DEM在日本四国岛地区是行之有效的.     

融合D-InSAR和Offset-tracking技术的矿区沉降信息提取

矿区开采沉陷具有沉降速度快、量值大的特点,针对使用合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术很难正确获取煤炭开采引起的地表下沉全盆地信息的问题,提出融合D-InSAR和Offset-tracking技术提取矿区沉降信息的方法。试验以陕西某矿52304工作面为例,分别采用D-InSAR和Offset_tracking技术提取了下沉盆地微小及大梯度形变信息,分析了D-InSAR中失相干问题和Offset_tracking的监测优势,最后将两者得到的结果进行融合,获取了工作面上方的时序形变图,实例中最大下沉处的相对误差为0.5%~7.3%。结果表明,Offset-tracking可以有效解决D-InSAR无法监测矿区大梯度沉降的问题,该方法可为矿区开采沉陷监测提供新的技术手段。     

基于D-InSAR技术的煤矿区开采沉陷监测

基于煤矿区地表沉陷的基本特征,论述了合成孔径雷达差分干涉测量（D—InSAR）技术的基本原理,阐述了利用该技术提取煤矿区地表沉陷数据的过程及处理方法;分析应用中存在的失相关等问题,提出解决方法并对获取的矿区地表沉陷变形值做进一步的分析,以期得到地表变形值在不同方向上分量值;最后得出结论：D—InSAR作为一种新的沉陷监测技术,在开采沉陷方面有着常规监测手段无法替代的优势,应用前景广阔．     

多源SAR影像监测矿区建筑物三维位移场

合成孔径雷达差分干涉(差分InSAR)技术仅能获取雷达视线向(LoS)一维形变信息.通过分析LoS向形变的三维空间合成模型,研究了融合多源合成孔径雷达(SAR)影像求解建筑物三维形变的模型与算法.该算法利用具有不同空间几何的SAR影像获取目标在不同LoS向的形变信息,联合求解目标三维形变场.结果表明:三维算法反演的垂直向位移(即下沉)与水准数据相互吻合,均方根误差为士10 mm;东西向水平位移场符合开采沉陷规律.由于卫星采用极轨飞行,使得三维算法对南北向位移不敏感,反演精度差;由三维位移场计算的倾斜值以及东西向水平变形与实测值间的均方根误差分别为±0.21,±0.06 mm/m.     

附加约束条件短基线DInSAR法及其应用

短基线合成孔径雷达差分干涉(DInSAR)法利用具有较短空间基线的SAR影像对生成干涉图,提取地表高相干区域,获取高时间和空间采样率的地表形变场,但该方法没有考虑地表形变的先验信息,需要应用奇异值分解(SVD)分解获取相位平均速率的最小范数最小二乘解.在分析短基线DInSAR法基础上,对地表形变相位速率附加约束条件,提出一种附加约束条件短基线DInSAR新方法,该方法不需对系数矩阵进行奇异值分解,可直接求解模型参数的最小二乘解.利用南京地区从1996年到2000年间8幅SAR影像生成的13幅差分干涉图提取的地表沉降结果证明了新方法的有效性.     

INSAR技术在滑坡监测中的应用研究

合成孔径雷达干涉（INSAR）测量及差分干涉测量（DINSAR）技术是近年来微波遥感发展的一个重要方向,而将其应用于滑坡监测中则是国内外的研究热点问题。本文首先简要阐述了INSAR和DIN—SAR技术的基本原理及其在滑坡监测中的主要方法,随后较为详细地介绍了这方面国内外研究的进展情况,在国外,法国、意大利、加拿大等国家已经进行了一些应用研究并取得较好的结果,而在国内基本还没有得到应用。与传统监测方法相比较,INSAR技术在滑坡监测方面主要具有全天候、大范围、高分辨率、高精度等优势,但在实际应用中则会产生去相关问题。文章最后阐述了将INSAR技术应用于滑坡监测中的发展方向,认为应该综合利用INSAR及PS技术,以便对滑坡进行更有效地监测。     

西南山区大型水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测研究进展

我国西南山区大型水电工程大量建设于金沙江、澜沧江、雅砻江流域,但是这些流域复杂的地层、岩性、构造、水文等地质条件导致水电工程库岸滑坡灾害分布广泛,多发频发。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术凭借其覆盖范围广、监测精度高、不受云雾遮挡等特点为水电工程库岸滑坡早期识别与监测带来了新的机遇,在近年来得到水电工程建设及库岸地质灾害防治相关领域的极大重视。基于此,对西南山区大型水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测的应用概况进行了梳理,从研究时间、研究内容、研究对象等多角度进行了分析; 对水电工程库岸滑坡InSAR早期识别与监测技术的研究现状、研究热点进行了归纳与总结,揭示了以白鹤滩水电站为里程碑,水电工程库岸滑坡早期识别与监测目前已开始进入InSAR技术应用与研究的爆发阶段; 最后,探讨了水电工程全生命周期(蓄水前阶段、蓄水阶段、蓄水后阶段)对InSAR技术的不同应用需求与算法适用性。随着SAR数据质量提升与算法进步,InSAR技术必将常规化地参与到水电工程全生命周期库岸滑坡的识别与监测工作中,为水电工程库岸滑坡的早期识别、监测预警、触发机理研究及灾害防治等提供重要支撑,提升我国水电工程库岸滑坡地质灾害防治能力。     

Monitoring mine collapse by D-InSAR

For harmful ground collapse and its special deformation characteristics,which causes SAR images to lose coherence,InSAR technology cannot be applied in monitoring surface collapse in mining areas.We took the Shenmu mining area in northern Shaanxi province as an example to study subsidence in mining areas and proposed an interpolated multi-view processing method.The results show that this method can improve the detectable deformation gradient to a certain extent and can become a good reference value for monitoring large scale gradient deformation.We also analyzed the rules for temporal decorrelation in mining.     

基于相位梯度的干涉条纹图配准方法

利用单基线InSAR系统对同一地区进行重复观测,是获取多基线干涉数据的一种现实可行的途径.单基线InSAR系统单次航过形成的SAR图像对具有高相干性,利用传统的图像配准方法容易实现配准.然而,多次航过获得的SAR图像存在严重的时间去相干和基线去相干,配准难度很大.但是,多次航过形成的干涉相位图对应于同一数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM),因此,多次航过产生的DEM中必然存在相干信息.基于此,提出了一种对干涉相位图的配准方法,此方法充分利用相位梯度信息,解决了单基线InSAR多航过数据处理中的干涉条纹图配准问题.计算机仿真结果验证了本方法能够有效地配准单基线InSAR系统多次航过所获得的干涉条纹图.     

Three Gorges Dam stability monitoring with time-series InSAR image analysis

In this paper,we carried out a combination of permanent scatterer and quasi permanent scatterer time-series InSAR image analyses to extract geometric information over the area of the Three Gorges Dam.For the first time,we measured and analyzed the deformation of the Three Gorges Dam and its surrounding area using 40 SAR images acquired from 2003 to 2008.Our results indicate that the temporal deformation of the left part of the dam has ceased and that the deformation of the dam was influenced by the changing...     

Quantitative study of atmospheric effects in spaceborne InSAR measurements

Atmospheric effects on interferometric synthetic aperture radar（InSAR） measurements are quantitatively studied based on a tandem pair of SAR data and a month-long continuous GPS tracking data obtained at six stations. Differential atmospheric signals extracted from the SAR data for two selected areas show apparent power law characteristics. The RMS values of the signals are 2.04 and 3.66 rad respectively for the two areas. These differential delays can potentially cause in the two areas peak-to-peak deformation errors of 3.64 and 6. 52 cm, respectively, at the 95% confidence level and Gaussian distribution. The respective potential peak-to-peak DEM errors are 123 and 221 m. The GPS tropospheric total zenith delays estimate indicates that a peak-to-peak error of about 7.8 cm can potentially be caused in a SAR interferogram with only 1 d interval at the 95% confidence level. The error increases to about 9.6 cm for 10 d interval. The potential peak-to-peak DEM and deformation errors estimated from GPS total zenith delay measurements are however quite similar to those estimated from InSAR data. This provides us with a useful tool to pre-estimate the potential atmospheric effects in a SAR interferogram before we order the SAR images. Nevertheless, the results reveal that even in a small area the atmospheric delays can obscure centimetre level ground displacements and introduce a few hundred meters of errors to derived DEM.     

Regional landslide forecasting model using interferometric SAR images

Method of obtaining landslide evaluating information by using Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) technique was discussed. More precision landslide surface deformation data extracted from InSAR image need take suitable SAR interferometric data selecting, path tracking, phase unwrapping processes. Then, the DEM model of scope and surface shape of the landslide was built. Combining with geological property of landslide and sliding displacements obtained from InSAR/D-InSAR images, a new landslide forecasting model called equal central angle slice method for those not obviously deformed landslides was put forward. This model breaks the limits of traditional research methods of geology. In this model, the landslide safety factor was calculated by equal central angle slice method, then considering the persistence ratio of the sliding surface based on plastic theory, the minimum safety factor was the phase when plastic area were complete persistence. This new model makes the application of InSAR/D-InSAR technology become more practical in geology hazard research.     

基于机载InSAR干涉相位的高层建筑重构

通过分米级高分辨SAR能够提取城市更细致的细节信息,特别是结合InSAR技术,能够获取个体建筑的三维信息和其他信息。国内城区中分布着大量的高层建筑,因此在大城市和城镇中心的城市规划中,获取高层建筑的三维信息非常重要。该文首先分析高层建筑在分米级InSAR中的投影分布特性;在此基础上,依据干涉相位图中的高层建筑特性,通过建筑检测、墙体提取和三维参数估计的逐层处理方法,实现基于InSAR干涉缠绕相位的城市场景高层建筑的三维信息重建。并采用机载N-SAR系统录取的城市实测数据验证了该方法的可行性。     

雄安新区2012~2016年地面沉降InSAR监测

雄安新区的设立是千年大计、国家大事,地面沉降状况是关乎新区环境承载容量的重要因素。利用2012年1月至2016年11月获取的28期RADARSAT-2影像和时间序列InSAR技术,提取了雄安新区的平均沉降速率和累计沉降量,并用相近时段内的水准测量数据对InSAR监测结果进行了精度验证;对雄安新区地面沉降的原因进行了分析,并对雄安新区地面沉降危险性情况进行了评价。结果表明:雄安新区约78%的面积处于地面沉降轻微区（沉降速率小于每年10 mm）,地面沉降危险性评价为较严重和严重的地区都集中在雄县,面积合计67.9 km²,占雄安新区面积的4.38%;雄县地面沉降主要是地热资源开采及塑料包装业采用地下水所致。研究结果对雄安新区的建设与发展具有参考价值。     

高分辨InSAR中的城市高层建筑特征提取

在分米级超高分辨下,为先进干涉合成孔径雷达技术等提供先验信息,可以依据高层建筑在干涉合成孔径雷达图像中的投影有其独有的特性,对城市高层建筑进行更多细节信息的提取。因此提出一种基于图像、感兴趣区域、高层建筑、像素级别的从上至下逐步细化的处理方法,结合高层建筑在超高分辨干涉幅度、干涉系数及缠绕相位中的投影结构和特性,引出高层建筑的方向角和等高同向像素等特征定义,并实现对高层建筑检测及特征提取。采用德国TanDEM-X系统获得的城市高层区域侧视数据进行实验,验证了所提方法的有效性和可行性。