豫北安阳市区及水冶镇城市地面沉降的时间序列分析

地面沉降及其引发的次生灾害已成为我国城市主要地质灾害之一,对地面沉降进行大范围、持续、动态监测是城市智慧建设与管理、维护城市可持续发展的基础,也是预防、预警城市地质灾害发生的有力保障。PSInSAR技术克服了常规DInSAR技术的时间、空间失相干等影响,采用二维线性(或非线性)模型、时空滤波方法去除长时间观测序列干涉图中的相位噪声,对高相干点的差分干涉相位回归分析,即可获取大面积地表形变动态演化信息。本文以豫北安阳地区为实验区,对2008年3月至2009年12月近两年时间的11期ENVISAT/ASAR SAR数据进行PSInSAR处理,获得安阳地区地表沉降速率场。研究发现,安阳城区及西郊都存在明显的地面沉降,城区有龙安、殷都、北关、文峰4个区因超采地下水导致地面沉降,其中最大沉降位于文峰区,沉降速率达-38 mm/a,而西郊水冶镇因矿区地下开采而缓慢下陷形成沉降场,其最大沉降速率达-32 mm/a。     

地铁施工塌陷的SBAS-InSAR长时序监测与早期识别

以2019年青岛市沙子口和胜利桥发生的2处地铁施工塌陷事故为研究对象,基于改进的SBASInSAR技术,利用60景Sentinel-1卫星影像数据,获取地面塌陷前后的青岛市的地表形变时序信息,分析了塌陷事故区地面形变过程与塌陷事故的相关性,提出了利用合成孔径雷达卫星遥感数据开展城市地铁施工地面塌陷监测预警的方法。通过对沙子口和胜利桥2处事故点的长时间序列地表形变监测数据进行统计分析比较,将累积形变量转化为每日平均沉降速率,提出了用于早期识别地表沉降的指标,即在1个周期（12 d）内,平均沉降速率超过0.02 mm/d,而施工预警阈值为连续观测3个周期,平均沉降速率超过0.02 mm/d。     

基于Landsat TM／ETM＋数据的南昌城市热岛效应研究

利用Landsat TM/ETM＋数据进行南昌市地表温度反演,得出1989年和2000年2个时相的南昌市热岛强度等级分布特征,结合下垫面土地覆盖类型图,选取样区对比分析了地表温度空间分布。结果表明：南昌市存在比较明显的热岛效应,主城区的地表温度由城区中心向近郊、远郊逐渐降低,城市地表温度与下垫面的性质紧密相关。研究结果对于改善南昌城市生态环境、减缓城市热岛效应具有重要的参考价值。     

平行隧道施工对路面基础沉降的影响

城市中修建隧道不可避免会对地面建筑产生影响,所以需要对隧道施工产生的地表位移进行研究。以双孔大小隧道为例,垂直穿越地表基础,利用Midas/gts模拟两个隧道施工对地表基础的影响,分别分析出了施工沉降和固结沉降。结果表明,大小隧道同时施工沉降值比单独隧道施工时大,固结沉降在总沉降中占主要比例,大隧道施工对沉降的影响比小隧道大,总沉降最大值出现在大小隧道交界区域。需要定期监测。     

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.     

双线地铁开挖地表沉降预测及影响分析

各大中小城市通过开展地下交通工程缓解地面交通压力,但地铁路线多选在已建的市政道路下,故而必然对既有管线带来影响。有些管线被迫迁徙,但由于客观条件当其无法迁徙时,必须采取合理的施工方案约束地表和管线变形。以西安地铁3号区间隧道为研究对象,首先采取经验法计算单线隧道引发的地表沉降,然后基于叠加原理预测双线隧道对地表沉降曲线的影响,之后利用FLAC~(3D)模拟不同浅埋暗挖工艺对地表和既有管线变形的影响。理论分析及数值模拟结果均表明,双线隧道引发的地表沉降呈"U"型曲线分布,且沉降槽宽度影响范围和地表沉降均较单线大;有限元结果亦表明,环形开挖预留核心土法宜作为该区间隧道的施工方法。最后通过现场监测分析表明,该施工方法能有效降低地表沉降和管线变形,对黄土地区该类隧道工程具有一定的指导意义和借鉴价值。     

PS-InSAR技术在昆明长水机场地面形变的监测应用

为了研究昆明市长水国际机场及其周边区域的地表形变,本实验利用永久散射体干涉技术(Permanent Scatterers InSAR,PS-InSAR)和37景Sentinel-1数据,并通过GIS方法绘制形变场,得到了研究区2015年至2017年间的地表沉降信息。实验结果发现,研究区域内普遍存在速率在mm/a之间的微小形变,但并未发现明显的高速率形变场。     

地铁隧道开挖引起地表沉降的数值模拟研究

大中型城市修建地铁是未来城市建设的一个重要方向,但是城市中环境复杂,地表沉降控制要求严格。因此,研究隧道开挖地表沉降变化规律,对沉降控制具有重要的实践意义。文章运用有限元数值模拟方法对青岛某标段地铁隧道工程进行分析,结合数值计算结果与现场实测数据,研究隧道在由断面开挖对地面沉降变化规律的影响,对比实际隧道开挖的监控数据,模拟结果表明,地表沉降仍在安全范围内,可以为类似工程沉降控制提供参考。     

基于GIS的黄土滑坡危险性评价指标体系的建立

为了建立地质灾害的危险性评价指标体系，提高区域地质灾害灾情评估研究的现代化水平和实际操作效率，为区域地质环境管理和地质灾害评估的信息化提供参考．以宁夏西吉县为研究区，将先进的GIS技术应用于区域地质灾害灾情评估，全面考虑了滑坡灾害危险性及构成危险性各因素的相似性与差异性，从而确定了合理的黄土地区滑坡危险性评价指标．     

时序InSAR技术与GIS结合监测地下水开采区地表沉降

介绍了时序InSAR分析技术的优点与可行性。针对地下水过量开采导致的地表沉陷问题进行研究,利用17景时间跨度为2007—2010年的ENVISAT ASAR数据,采用IPTA时序处理与GIS空间分析相结合的手段对沧州地区的地表沉降进行直观而全面的分析,得到了该地区的累计沉降过程与平均沉降速率,同时对京杭运河段进行提取分析。结果表明:以城区为中心,与附近县形成一个较为明显的沉降漏斗的地势,城区表现相对稳定,沉降速率保持在4 mm/a以下,部分区域抬升,抬升速率不大。沧州市运河段贯穿沉降漏斗区域,中部地区较为稳定,北部与南部地区下沉且沉降速率在20 mm/a左右。     

Integration of InSAR and GPS for hydraulic engineering

Interferometric synthetic aperture radar (InSAR) is a potential earth observation approach,and it has been demonstrated to have a variety of applications in measuring ground movement,urban subsidence and landslides.Currently InSAR provides the ability to map accurate DEM and measure ground deformation to sub-centimeter accuracy.However,many factors affect InSAR to measure ground movement since dam constructions are built in a large scale area with a complicated climate and unstable geology.This paper discusses potential applications of integrated InSAR and GPS to monitor a large-scale ground movement due to hydropower developments.The integration of InSAR and GPS can provide a cost-effective means for monitoring deformation of hydropower developments.Moreover,two novel methods,both the improved spatial interpolating method and estimation of 3D surface motion velocities method,are proposed and the experimental results and analysis are given in this paper.     

Integration of InSAR and GPS for hydraulic engineering

Interferometric synthetic aperture radar (InSAR) is a potential earth observation approach, and it has been demonstrated to have a variety of applications in measuring ground movement, urban subsidence and landslides. Currently InSAR provides the ability to map accurate DEM and measure ground deformation to sub-centimeter accuracy. However, many factors affect InSAR to measure ground movement since dam constructions are built in a large scale area with a complicated climate and unstable geology. This paper discusses potential applications of integrated InSAR and GPS to monitor a large-scale ground movement due to hydropower developments. The integration of InSAR and GPS can provide a cost-effective means for monitoring deformation of hydropower developments. Moreover, two novel methods, both the improved spatial interpolating method and estimation of 3D surface motion velocities method, are proposed and the experimental results and analysis are given in this paper.     

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.     

InSAR技术在地质灾害早期识别中的应用

我国川西地区近年来发生多次7.0级以上地震,诱发大量震裂山体。震裂山体有着高位隐蔽性特点,对灾区人民的生命财产造成了极大威胁。InSAR技术对于识别潜在崩滑地质灾害有着较好的应用效果,本文采用InSAR技术与地表专业位移监测方法对杂谷脑河左岸进行地质灾害识别。研究结果表明:通过InSAR技术识别出该区域存在3处变形体,其中黄泥坝子滑坡在2017年8月10日产生整体滑动,西山村滑坡仍在蠕滑变形,裕丰岩变形体(疑似滑坡体)为蠕滑变形;通过地表专业位移监测结果,显示西山村滑坡变形趋势与InSAR结果一致,验证了InSAR结果的合理性;西山村滑坡体失稳后堆积体运动演化过程具有阶段性特征,即加速滑移阶段、减速滑移阶段、渐进稳定阶段。     

沉陷区建筑物损害评价补偿模型的研究

为减少沉陷区建筑物损害引起的补偿纠纷,有必要建立公正科学的补偿体系.通过地表变形指标评价沉陷区建筑物损害程度,将沉陷区建筑物损害评价与补偿工作有机的结合,在综合考虑建筑物所处沉陷区位置和使用时间的基础上,对补偿标准进行修正,形成有区别的补偿标准,对沉陷区建筑物进行科学补偿.形成了从建筑物损害判定到损害补偿的流程体系,建立了沉陷区建筑物裂缝补偿和搬迁补偿模型.为沉陷区建筑物损害补偿工作提供了科学、系统的方法.     

基于双极化时序InSAR技术的地表形变监测

针对时序干涉测量(Time-series Interferometric Synthetic Aperture Radar，TS-InSAR)技术在相干性较差地区监测结果不佳的问题，从极化数据的角度对传统TS-InSAR方法进行改进。实验选取珠海市高栏港经济区作为研究区域，以47景含有垂直发射垂直接收模式(Vertical transmit and Vertical receive，VV)和垂直发射水平接收模式(Vertical transmit and Horizontal receive，VH)的双极化Sentinel-1A卫星影像作为数据源进行实验，并对实验结果进行验证分析。结果表明：采用双极化数据能够有效提高时序InSAR技术的监测质量；造成该地区沉降的原因是地质条件和填海工程。该研究可为地区沉降监测和防治提供理论依据。     

综采放顶煤地表移动规律特殊性

调查分析了兖州矿区鲍店矿综采放顶煤工作面和普通综采工作面地表移动观测站实测资料．研究结果表明：综放开采时地表移动更加剧烈,地表危险移动范围增大,超前影响范围超过常规分层开采约４０％,下沉活跃期占总移动时间的７１．４％,活跃期下沉量约占总下沉量的９５％．研究还表明,采厚是控制超前影响角和最大下沉速度滞后角的重要因素之一,地表充分采动区存在的残余变形现象更加明显     

Land subsidence induced by groundwater extraction and building damage level assessment - a case study of Datun, China

As in many parts of the world, long-term excessive extraction of groundwater has caused significant land-surface subsidence in the residential areas of Datun coal mining district in East China. The recorded maximum level of subsidence in the area since 1976 to 2006 is 863 mm, and the area with an accumulative subsidence more than 200 mm has reached 33.1 km2 by the end of 2006. Over ten cases of building crack due to ground subsidence have already been observed. Spatial variation in ground subsidence often leads to a corresponding pattern of ground deformation. Buildings and underground infrastructures have been under a higher risk of damage in locations with greater differential ground deformation. Governmental guideline in China classifies building damages into four different levels, based on the observable measures such as the width of wall crack, the degree of door and window deformation, the degree of wall inclination and the degree of structural destruction. Building damage level (BDL) is estimated by means of ground deformation analysis in terms of variations in slope gradient and curvature. Ground deformation analysis in terms of variations in slope gradient has shown that the areas of BDL Ⅲ and BDL Ⅱ sites account for about 0.013 km2 and 0.284km2 respectively in 2006, and the predicted areas of BDL (define this first) Ⅲ and Ⅱ sites will be about 0.029 km2 and 0.423 km2respectively by 2010. The situation is getting worse as subsidence continues. That calls for effective strategies for subsidence mitigation and damage reduction, in terms of sustainable groundwater extraction, enhanced monitoring and the establishment of early warning systems.     

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。     

采动区钢框架结构柱脚的内力变化规律

以煤矿采动区采动过程地表的动态变形规律为基础,采用有限元软件模拟了地表钢框架结构柱脚在整个地表动态变形过程中的内力变化规律.分析了柱脚内力与地表变形之间的关系及其柱脚最大内力值对应的地表位置,并将地表变形引起的框架结构柱脚附加内力和初始内力值进行对比,结果表明抗采动钢框架结构柱脚设计应当考虑附加内力的影响.