云南漾濞地震地表二维形变提取

合成孔径雷达差分干涉测量技术可获取研究区域雷达视线方向(Line of Sight, LOS)的形变.根据升降轨几何关系,联合升、降轨道的雷达视线方向(LOS)观测值对2021年5月21日云南漾濞地震形变场进行地表形变提取并进行地表二维形变分析,研究雷达视线方向(LOS)形变与垂直方向形变和水平东西方向形变的关系.结果显示,此次地震在垂直方向上的形变平均值为-0.74 cm,在水平方向上的形变平均值为-1.27 cm,表明此次地震在垂直方向上的影响比在东西水平方向上的影响小.     

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.     

南水北调中线渠首深挖方膨胀土渠段边坡形变时空演化规律分析

为研究渠首深挖方膨胀土渠段边坡形变规律,采用PS-InSAR和SBAS-InSAR融合的形变监测技术,处理2017-01-11—2019-12-27间88景Sentinel-1A升轨影像数据,获取并分析两岸渠段边坡的长时序形变速度和累计形变场,测试原状土体成分,分析地表形变与土体物理属性之间的相关性,讨论降雨对边坡形变的影响。结果表明：渠段边坡年平均形变速率为10～25 mm/a,最大累计形变量约60 mm,边坡总体处于抬升状态;试验区下位原状岩土层中膨胀土主要成分为伊利石,降雨作用下边坡出现反复抬升或下沉,形变峰值与丰水期降雨量密切相关,且呈一定滞后性,边坡形变的整体趋势可用渠段边坡形变量与时间之间的回归中线表征。     

基于InSAR技术的地表形变监测与影响因素分析

地表形变引发的地质灾害屡见不鲜，尤其是在城市区域，其严重阻碍了城市化的可持续发展。为了评估城市地表形变引发地质灾害的风险，高时间空间分辨率的地表形变监测分析变得尤为重要。本文基于2019年1月至2021年1月的Sentinel-1A卫星影像，利用SBAS-InSAR以及PS-InSAR技术获取南昌市地表形变的时间序列，并结合小波周期分析和灰色关联度分析评估形变区域与气候环境的相关性。研究表明，南昌市的中心城区受到城市建设和黏土层厚度的影响，表现出大范围的沉降信号；东南部的农业生态地区由于地下水的补充而表现出抬升的信号。周期分析进一步表明南昌市地表形变皆受降水量变化的影响。本研究结合外部数据，从多个角度考察了地铁线路在变形幅度较大的地区发生沉降灾害的可能性，为防灾减灾提供参考。     

基于曲面拟合的双向配准医学图像层间插值（研究生论坛）

针对传统的基于对象的层间插值算法对异常数据点不敏感,同时对形变场没有充分利用的缺点。为了更好解决在医学3D模型建立和分析的问题,提出一种新的层间插值方法。首先引入图像配准方法得到相邻序列的形变场,考虑到两张相邻序列配准方向不同会得到不同的形变场的特性,将两个形变场进行融合,用以得到信息更加丰富的形变场。其次,通过形变场得到配准图像之间的位移矢量集,并利用三次样条插值得到位移矢量集两端的灰度值。然后,利用线性关系得到位移矢量和插值层交点的灰度值。最后,利用薄板样条函数进行曲面拟合,得到位于图像坐标系上的灰度值。实验结果表明,本算法与其他算法相比,图像质量主观和客观上均有所提高。     

基于InSAR的关闭矿井地表形变监测与分析

为了获取徐州东部矿井关闭后的地表形变,利用10景降轨ENVISAT影像和72景升轨Sentinel-1A影像,基于StaMPS技术通过时间域低通滤波、空间域高通滤波和三维解缠算法获取地表形变.监测结果表明:韩桥矿关闭后地表出现抬升,最大抬升速率为34.4 mm/a;旗山矿关闭后地表先下沉,而后抬升.通过对旗山矿关闭后地表抬升位置与时间分析可知,地下水回升方向为由北向南;对韩桥矿与旗山矿地表形变分析可知,徐州东部矿井关闭后地表形变规律可归纳为受采空区或地下水等因素影响地表先下沉,至相对稳定阶段(或不存在),再到地表抬升.结合韩桥矿地下水位分析可知,矿井关闭后由地下水回升引起的地表抬升存在大约1 a的时间延迟;地表抬升与地下水回升相关性较强,相关系数为0.98.     

遥感影像匹配技术在地震形变监测中的应用研究

针对传统地面观测技术、GPS技术和D-InSAR技术在地震形变监测中的不足,提出将遥感影像匹配技术用于地震形变监测的命题。分析了光学影像匹配技术的基本原理和实施方法,并将该技术应用于美国加利福尼亚州赫克托矿区域的Mw7.1级地震的形变监测。实验证明,该技术所监测的断层位置和地表破裂等与野外调查的结果基本吻合。     

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IBIS-L系统的大体积混凝土温度形变场分析

温度形变场是个时间、空间等多因素耦合的复杂物理场,其对大体积混凝土结构产生形变的影响不容忽视.本文基于IBIS-L地形微变远程监测系统,研究某场地桩板墙大体积混凝土结构随温度变化的实时形变量;采用ANSYS数值模拟软件建立数值分析计算模型,计算因温度变化而引起的桩板墙形变量;对比实时监测微变与温度形变场数值模拟的结果,研究大体积混凝土桩板墙发生微变与温度形变场之间的相关性,为以后桩板墙的设计和防护提供理论依据.     

基于DInSAR技术的意大利拉奎拉同震形变研究

为探测意大利拉奎拉2009年4月6日发生的6.3级地震的地表形变量,采用两轨法对该地震形变进行了研究。首先利用ENVISAT ASAR雷达的两组升轨与降轨数据,对比了不同相位解缠方法对研究结果的影响,然后探索了ASTER GDEM在两轨法中的应用,最后成功得到拉奎拉6.3级地震在雷达视线方向的形变图。研究表明,在DInSAR技术中采用合适的相位解缠的方法能够提高成果的精度。正确预处理之后的ASTER GDEM数据可以应用于两轨法雷达干涉测量中,其在雷达干涉测量中有一定的应用潜力。拉奎拉6.3级地震的地表形变以垂直位移为主,且垂直位移形变以下沉为主。     

大采深巨厚砾岩综放开采地表沉陷规律

以常村煤矿工程地质资料和地表移动观测站资料为依据,详细分析了2113工作面地表终态下沉、动态下沉和终态水平移动的特征,从机理上研究了大采深巨厚砾岩开采条件下地表形变异常的原因.通过走向方向最大下沉点下沉速度的变化规律和工程实测资料,得出了地表形变与井下冲击地压的关系,确定了地表移动与变形的角量参数.结果表明,受关键层的控制,在整个观测过程中,地表始终处于缓慢下沉状态,且在沉降过程中不存在下沉突变点;下沉速度的反弹可以作为冲击地压危险的预报信息,巨厚砾岩层的运动是发生矿震的主要力源之一.     

无人机激光雷达高程测量精度评定分析

为了最大限度提升并量化测试无人机激光雷达系统对地表形变量的识别能力,通过系统探讨机载LiDAR技术的误差来源及其有效改进措施,借助5个红外测距仪器检测墩与5、 10、 30、 50、 70 mm 5个不同厚度板,使用相同无人机与激光扫描设备对观测墩在放置厚度板前、后重复扫描,将多期数据间作一阶差分处理,最大限度抵消机载LiDAR技术对地面高程扫描的系统误差,以测试目前市场主流机载LiDAR设备对小量形变的监测能力,获得了较为可靠的测试效果。结果表明：在多次重复形变监测中,无人机LiDAR点云扫描技术对地表z方向上形变量的最高识别能力约30 mm。基于该测试结果,无人机激光雷达扫描技术不仅可用于传统地形测绘,还能够用于山体滑坡、矿区地表形变监测、地质运动以及自然灾害跟踪等领域,为同等及以上地表垂直方向形变量级的监测方案与实施提供了参考。     

联合GNSS与GRACE重力卫星的青藏高原陆地水储量研究

青藏高原水资源含量丰富,对我国经济社会发展及气候变化起着重大作用。利用重力反演与气候实验GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)卫星数据或陆面水文模型能够对水资源进行监测,但这些方法存在着分辨率低、时延长及数据缺失等问题。针对这一问题,本文联合全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satellite System)、GRACE与水文模型数据对青藏及其周边地区陆地水储量TWS(Terrestrial Water Storage)进行反演,并探究陆地水储量因素在GNSS垂向形变中的贡献。结果表明,三种技术手段得出的陆地水储量结果在研究区域内具有良好的一致性;并且利用最小二乘拟合的GNSS和GRACE结果表明,近年来青藏南缘及其周边地区陆地水总量以8 mm/a的速率下降。为了定量分析青藏高原内部陆地水储量在GNSS垂向形变中的贡献,在扣除GRACE垂向形变时间序列后,发现所有台站的加权均方根减小百分比为0.65,表明陆地水储量变化是影响地表垂向形变的主要因素之一。     

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。     

Ba同位素链偶-偶核基态形状研究

采用反射不对称的相对论平均场模型,研究Ba同位素链的偶-偶核的结合能、四极形变、八极形变和电荷半径等性质.理论计算结果较好地符合了已有的实验数据.结果显示,原子核的四极形变随着质量数(A=126~174)的增长呈现从长椭球到近球形再到长椭球的转变.原子核的八极形变主要出现于A=144~154的范围.对原子核的电荷半径与质量数的依赖关系进行了研究,研究表明,在A=138附近,由于中子满壳(中子数N=82)的存在,电荷半径的增长曲线斜率出现明显变化.     

大红山铜矿地下开采对3~#大沟废石场的影响

地下点柱充填采矿法改变了上覆岩层的原有应力状态,可能会引起地表产生一定变形和岩层移动,进而影响到地表3~#大沟废石场的安全使用与保护问题。为了确保地表废石场的稳定,采用有限差分程序FLAC3D模拟地下矿体开采对地表废石场的影响,通过模拟结果表明:岩层移动是一个自下而上传递的动态过程,地下开采对地表废石场产生的下沉变形很小,仅为3.8 cm,同时地表未产生塑性扰动区,说明3~#大沟废石场是处于安全稳定的状态,研究结果为地表3~#大沟废石场的设计和安全建设提供了指导性的依据。     

基于曲面拟合及配准的医学图像层间插值

为了更好地解决传统基于对象的层间插值算法对异常数据不敏感,同时对形变场没有充分利用的缺点,提出一种基于曲面拟合的单向配准层间插值方法,并在此基础上进一步提出一种基于曲面拟合的双向配准层间插值方法。基于曲面拟合的单向配准层间插值方法,首先引入图像配准方法得到相邻序列的形变场;其次,通过形变场得到配准图像之间的位移矢量集,并利用3次样条插值得到位移矢量集两端的灰度值;然后,利用线性关系得到位移矢量和插值层交点的灰度值;最后,利用薄板样条函数进行曲面拟合,得到位于图像坐标系上的灰度值,随后在此基础上,提出基于曲面拟合的双向配准层间插值方法,该方法进一步考虑到2张相邻序列配准方向不同会得到不同的形变场的特性,将2个不同的形变场进行融合后再进行插值。实验结果表明,提出的2种算法与其他算法相比,图像质量主观和客观上均有所提高。     

超重核^294 118和^292 116基态性质的相对论平均场研究

用形变的相对论平均场理沦对超重核曲294118及292116的性质进行了研究.结果表明,这2个核的基惫均是超形变的,而且在核294118中可能存在超形变和近球形的形状共存.     

联合DInSAR和PIM技术的沉陷特征模拟和时序分析

高强度煤炭开采(大采高、薄基岩、快速采煤)可形成巨大的地表形变场,过大的形变相位梯度导致干涉测量失败,单独采用合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)及其衍生技术都无法获得开采沉陷主值.为此,提出了联合多时相DInSAR时序分析及概率积分法(PIM),整合理论计算与卫星观测结果,实现开采沉陷特征的动态模拟和模型重构.以2012年1月—2013年6月共18期高分辨率雷达数据(RADARSAT-2,5m精细波束模式(MF5))为数据源,利用连续重访周期的DInSAR技术获得17期时间序列开采沉陷相位变化图,监测得到神东矿区布尔台矿22201-1/2工作面地表形变从产生、发展到衰退的演化规律;联合DInSAR获得的沉陷盆地边缘信息与PIM技术对矿区大变形下沉信息进行预计,两种数据整合形成混合数据集;采用Gauss函数对混合数据集进行拟合,重构矿区时序开采下沉特征曲线.研究表明:PIM技术可以弥补DInSAR技术在大形变提取上的不足,利用混合数据集建立的Gauss模型,对于有限开采(非充分采动)或充分采动的主断面下沉值具有极高的拟合度,其拟合度R2均大于0.976.     

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。