川藏高速巴塘-芒康段地质灾害遥感综合早期识别研究

G4218高速公路所处的巴塘-芒康段位于金沙江河谷至高原的过渡带,新构造活动强烈、岩体破碎,地质灾害问题非常严重,其修建和维护面临着巨大的难题。传统地面地质调查手段在选线和地灾评价方面面临诸多困难,从而无法给线性工程的规划建设提供合理的理论依据。利用光学遥感对地质条件形态解译与InSAR变形观测的技术相结合,有望能高效、准确的调查区域内地质灾害及揭示其发育规律,为可能出现的施工难题提供地质依据。本文根据青藏高原高山峡谷区特殊的地质条件总结了该区域常见的地质灾害,并针对这些灾害结合遥感技术制定了公路遥感综合识别技术方法。利用该方法对巴塘-芒康段进行灾害调查,充分掌握了光学遥感目视解译技术与InSAR技术的使用,再辅以野外地质调查、GIS空间分析、工程地质类比等工作,获得了一些知识：(1)研究区内光学目视遥感解译固有地质灾害670处,结合四种SAR数据的InSAR技术解译活动地质灾害数量220处,对线路可能产生直接不利影响的地质灾害共72处;(2)研究区不同类型地质灾害的发育规律随着地形地貌、地质条件和地质灾害等的变化存在较大差异,可将其划分为金沙江宽谷段、垄曲窄谷段、日荣深沟段、灵芝河切割段、芒康平缓段以及拉乌山坡降段六个段,为预设线路的调整设计提供了地质依据;(3)光学遥感解译结果和InSAR解译结果并非完全一致,二者不能直接进行互查工作;(4)综合遥感技术方法的使用在青藏高原高山峡谷区的公路建设中具有普适性,它充分利用了光学遥感解译技术和InSAR变形观测技术的互补性,在节约时间成本的基础上,对区域的地质灾害发展情况有更了全面的了解。     

机载毫米波InSAR技术测制3D产品精度分析

文中介绍了机载毫米波InSAR地形测绘的原理与方法,并通过试验研究,分析了机载毫米波InSAR技术测制的3D(DEM、DOM、DLG)成果的平面精度和高程精度。讨论了影响DEM高程精度和DLG平面精度的因素。试验表明采用我国自主研发的机载毫米波InSAR系统测制的3D成果,满足1∶5000国家规范的精度要求。     

三基线毫米波InSAR的相位解缠及高程反演

场景内高程突变超过干涉雷达不模糊高程的一半时, 会导致常规相位解缠绕方法失效, 在毫米波段该问题尤为突出.研究了基于聚类分析的三基线毫米波InSAR相位解缠绕方法, 改进了聚类分析中直方图包络波峰选取策略.对场景中高程突变引起的阴影区域相位噪声较大的问题, 使用掩膜门限处理, 改善了聚类分析结果.计算机仿真结果和机载毫米波三基线InSAR实际数据处理结果验证了上述方法的有效性.     

改进的基于最大似然估计的多通道InSAR高程重建方法

在通过InSAR技术获取地表数字高程模型(DEM)的应用中,为了提高该技术对大斜坡或突变等复杂地形的测绘能力,解决单基线情况下的高度模糊问题,可以利用多通道(多频率或多基线)InSAR技术实现。该文比较了最大似然估计法(ML)和最大后验概率估计法(MAP)的性能,并在最大似然估计法的基础上增加了坏点判断和加权均值滤波的环节,通过聚类分析和与相邻点的关系来判断目标像素是否为误差比较大的坏点,然后再利用加权均值滤波的方法将这些坏点剔除。这样,既保留了ML估计法速度快的特点,又提高了DEM的精度。仿真结果表明,在相同条件下,该方法既能保持较好的精度,同时又大大提高了算法的运行效率,非常有利于大规模数据的处理。     

永久散射体识别方法研究

在永久散射体雷达差分干涉测量（PSInSAR）算法流程中,PS点的探测与识别是重要环节。本文在分析几种较常用PS点目标提取方法的基础上,设计了一套将相干系数阈值法,振幅离差指数阈值法与强度阈值法串行的PS点目标识别方法,并将这一三重阈值串行的探测方法应用在河南地区的14景SAR影像中探测PS点目标,通过实验分别比对了研究区域内各种方法在不同阈值组合情况下提取出来的PS点效果,通过对实验结果分析可知,三重指数串行法获取的PS候选点分布情况更合理,更适用于该研究区域应用PSInSAR进行形变监测。     

四川丹巴甲居滑坡动态变形过程三维系统监测及数值模拟分析

 受青藏高原地质构造作用的影响,我国西南山区分布着大量成因类型多、机制复杂、突发性强、变形破坏发展趋势难以预测、失稳后破坏性大等特点的堆积体滑坡。甲居滑坡为大渡河上游一巨型松散堆积体古滑坡局部复活,针对滑坡动态变形过程和失稳破坏迹象,综合采用GPS地表位移监测、干涉InSAR监测和深部位移监测(测斜仪),3种监测技术优势特点并相互结合构成三维系统监测网。根据监测成果分析,判别其当前为浅表层加速变形破坏和深部缓慢变形的演化阶段;研究其变形失稳模式为浅表层滑移–拉裂失稳破坏和深部蠕滑–拉裂变形的复合模式;并利用FLAC3D数值模拟滑坡在动态变形过程中滑坡体内的应力场、位移、塑性破坏区分布特征的变化。     

基于D-InSAR技术的公路采空区变形监测

利用某高速采空区的ALOS卫星6景PALSAR数据,采用二轨差分干涉处理的数学模型,在完成图像的配准、重采样、去除地形相位、滤波和相位解缠之后,获取了高速公路采空区D-InSAR条带变形时间序列,并与实测数据进行了比较,将InSAR数据进行改正,结果显示D-InSAR用于公路采空区变形监测是可行的,具有广泛的应用前景。     

雷达干涉测量技术在矿区形变监测中的应用研究

相对于传统监测方法,运用合成孔径雷达干涉测量技术及其差分技术(D-InSAR)进行地面微位移监测的方法,是近年来发展起来并得到日益重视的新方法.为此,论述了D-InSAR技术的基本原理,结合三轨法阐述了利用该技术提取矿区地表沉陷数据的过程并对结果进行分析;最后展望了D-InSAR的下一个版本多时相差分监测技术,此技术弥补了D-InSAR技术的不足且在遥感监测中有着无法替代的优势,应用前景广阔.     

波束中心近似对机载干涉SAR运动补偿的影响分析

为了定量分析波束中心近似对机载干涉SAR运动补偿的影响,该文首先建立斜视条件下波束中心近似时运动补偿残余误差的数学模型,其形式类似于斜距误差。随后推导斜视条件下二次斜距误差对干涉SAR的影响,通过仿真验证了理论推导的正确性。最后详细讨论不同波段、斜视角、轨迹偏移、地形变化和斜距情况下波束中心近似对干涉SAR运动补偿后图像质量和相干系数的影响。该文的分析结果为机载重轨干涉SAR数据处理中运动补偿精度的估计提供了技术支持。     

合成孔径雷达干涉测量用于煤矿塌陷定位研究

煤矿不合理开采或超采往往会导致塌陷灾害。采用合成孔径雷达干涉测量技术可以进行大范围塌陷灾害的调查与定位。通过分析差分干涉图的质量图实现对煤矿塌陷区域的自动定位,并以陕北神木煤矿2004年的煤矿塌陷进行了实例试验,证实了该方法在大范围塌陷调查中的优越性。