基于时间序列TerraSAR-X影像分析方法的昆明地表形变监测

利用2010年6月至2011年4月间获取的26景空间分辨率3m的TerraSAR-X数据,采用StaMPS永久散射体干涉测量技术(PS-InSAR)获取了昆明地区地表形变信息,并对重点沉降区域沉降的时序特征及成因进行了分析。昆明地铁1号线沿线、广昆高速小团山段以及南昆铁路倪家营段地面沉降的监测结果表明,TerraSAR-X数据能获取空间上更为细致的变化,体现了TerraSAR-X数据在地表形变监测上的优势。对比Envisat ASAR数据和TerraSAR-X数据获取的形变监测结果,发现沉降区域分布的地理位置以及沉降的速率都非常接近,表明了PS-InSAR技术地表形变监测结果的正确性。     

基于时序InSAR技术的地表形变监测技术研究

InSAR技术能够全天时、全天候、大范围获取地表高精度形变信息,可为地面沉降监测提供技术支持。某铁路隧道周边为煤矿采空区,已有资料表明该区域地表每年均有沉降,为了获取该区域沉降变形情况,本文利用研究区存档39景Sentinel-1降轨数据,采用SBAS-InSAR技术获取隧道周边地表变形速率图,提取了地表变形发展过程。结果表明,SBAS-InSAR技术获能够获得毫米级沉降结果。     

基于SBAS-InSAR技术的南昌市中心城区地表沉降监测

南昌市由于近年来中心城区改造以及地铁线路的施工,导致了大范围的地表沉降。为了有效监测南昌市中心城区的地表形变,采用21景哨兵一号(Sentinel-1)数据结合短基线集(SBAS-In SAR)技术处理得到了以南昌市中心城区为研究区的地表沉降分布和沉降速率图。监测结果表明,研究区内绝大部分区域地表形变速率位于[-3～10]mm/a区间内,最大地表形变速率为-14 mm/a。研究区内存在三个重点沉降区域,其中,位于西湖区洪城大市场商区周边地表沉降最严重。     

基于ASAR数据的青藏线多年冻土区形变监测研究

青藏铁路多年冻土区域路基稳定性关系到青藏铁路能否长期安全运营,因此对铁路沿线冻土区进行形变监测有着非常重要的意义。近年来,雷达差分干涉测量（D-InSAR）技术已发展成为监测地表形变的一项重要技术手段。本文利用此技术结合重复轨道ENVISAT ASAR雷达影像数据,获取青藏铁路羊八井-当雄区冻土形变结果,所得形变结果与冻土冻胀融沉的物理变化规律非常符合,说明采用D-InSAR技术提取铁路沿线冻土区域大范围地表形变信息的效果良好。     

联合Sentinel-1A和GPS数据分析高雄地震形变

合成孔径雷达干涉测量(InSAR)技术具有高空间分辨率、覆盖范围广等特点,但只能获取雷达视线向的地表形变信息,无法得到真实的三维地表形变量。GPS数据可以得到高精度的E、N、U方向位移,但只能在离散的站点测量,空间分辨率低。本文提出一种联合InSAR和GPS数据计算地表三维形变的方法,采用覆盖研究区域的Sentinel-1A影像,结合重复轨道差分干涉测量技术(D-InSAR)和GPS同震位移测量结果获取了2016年台湾高雄Mw6.7地震的高密度三维同震形变信息。结果表明,此次地震的最大形变中心约位于120.40°E、22.90°N,雷达视线向最大形变量约为15cm,同震形变以垂直和东西方向形变为主。联合InSAR和GPS数据能够很好地反演地震的同震形变场,对于其产生机理的研究和分析具有重要意义。     

D-InSAR技术在地表变形监测中的应用

传统的地表变形监测技术如GPS、水准测量等,存在监测范围小、费用高和仅能获取点目标形变信息的局限性。D-InSAR技术具有全天时、全天候,能够获得面式数据等优点。本文选取龙滩水电站附近36KM2的范围为主研究区域,以Radarsat-2为数据源,采用GAMMA软件对该地区5景数据进行了完整的差分干涉处理,提取变化量并对地表变形趋势作出了分析,得出了几处主要形变区域在时间上和空间上的形变趋势,对库区的安全监测具有重要的意义。     

PS-InSAR和SBAS-InSAR的地表沉降监测对比研究——以雄安新区为例

永久散射体(PS)和小基线集(SBAS)InSAR时序分析技术能够克服传统差分干涉雷达受时空和环境影响的缺陷，被认为是监测微小形变的重要技术手段，而针对这两种方法的适用性仍需进一步研究分析。本文以雄安新区为研究区，选取覆盖研究区的30景ENVISAT ASAR数据，分别采用PS-InSAR和SBAS技术对其地表沉降情况进行长时间序列监测，获取了2005年3月～2010年8月期间雄安新区年地表平均沉降速率，并对比分析两种技术在城区和非城区的监测表现。研究结果表明，PS-InSAR与SBAS-InSAR技术都监测出研究区北部呈现下沉趋势，研究区南部都呈现出抬升趋势，监测结果具有较好的空间一致性，并且两种技术获得的形变速率具有较高的相关性(R²=0.87),因此，两种技术均能有效监测地表的沉降变化。两种方法获得的监测点数目在城区差异较小，而在非城区存在较大差异。相比PS-InSAR技术，SBAS-InSAR能够在非城区获得更多的监测点，更适用于非城区的地表形变监测。     

基于Sentinel-1A卫星数据的郑州地面沉降监测

随着城市化进程的加速发展,持续超量开采地下水而引发的地面沉降问题已经引起人们广泛关注。以郑州市城区为研究区域,选取2017年3月～2019年12月的Sentinel-1A数据,基于PS-InSAR,SBAS-InSAR技术获取了郑州市城区的地面沉降形变速率,并将两种技术获得的结果作了对比分析。结果表明:PS-InSAR与SBAS-InSAR获得的结果具有很高的一致性;研究区大部分区域形变速率为-10 mm/年～10 mm/年,最大沉降速率分别为-36 mm/年和-41 mm/年,中部有逐渐抬升的趋势,存在2个较明显沉降区域,分别位于研究区北部和东部。     

云南漾濞5.21地震诱发地表形变的D-InSAR快速探测分析

2021年5月21日云南漾濞县发生M_S6.4级地震,为快速了解和掌握地震对地表形变造成的影响,利用Sentinel-1卫星获取的两景震前和震后的降轨数据,采用二轨法D-InSAR差分技术,对云南漾濞5.21 M_S6.4地震诱发的地表变化进行快速探测,识别出4个较大的形变区域,探测出此次地震造成卫星视线方向(LOS)的最大地表抬升值和沉降值分别为8.8 cm和8.0 cm,初步发现卫星视线方向(LOS)地表形变变化最大的区域主要分布在最大震级震中的东南侧。最后结合余震分布信息的空间叠加和典型形变区的剖面图绘制及曲线特征,对典型形变区进行定量分析,结果表明利用D-InSAR探测出的形变区与余震点位具有较大的空间关联性,实证了利用D-InSAR差分技术,对地震诱发的地表形变进行快速探测的可行性。     

基于低空热红外遥感的区域地表温度分布研究

遥感已成为获取和记录生态环境信息的主要方法,其中热红外遥感已被运用于城市领域的多个方面。由于遥感平台的限制,针对城市的热红外遥感研究中同时具有较高分辨率并且覆盖较大面积的研究较少。为了在广州开展此类研究,华南理工大学建筑节能研究中心自主研发了低空航拍热红外遥感平台,并利用其对广州城区和郊区区域进行了观测。基于所获取的热红外遥感图像,分别利用典型剖面分析法和整体分析法从不同角度对两个区域的地表温度分布进行了研究。从温度概率分布及其偏度与峰度等角度对两区域的温度分布特征进行描述,并分别从平均值和中位值的角度对两区域的温度进行对比,以探明广州夏季城区与郊区的地表温度差别。此外,对温度方差值进行比较,分析两区域地表温度的波动情况。     

玉树Ms7.1级地震D-InSAR地表形变场获取与分析

采用ALOS PALSAR数据获取2010年4月14日玉树M<,s>7.1级地震InSAR同震形变场.针对PALSAR轨道残差相位,采用最小二乘方法去除.对同震形变图和形变剖面图的分析表明,此次受灾最严重的区域位于震中东南方20～30km至玉树城区附近,推测出露地表破裂带长度约30km,发震断层东北盘表现为抬升盘,西南...     

基于时序InSAR的城市形变监测和水准网稳定性评估——以佛山市为例

佛山市在粤港澳大湾区经济建设与交通运输中都占据着举足轻重的地位,但由于其特殊的地质条件与频繁的人类活动,导致该地区不均匀沉降突出并常年受地灾危害影响,给当地居民生活及城市建设活动带来了严重威胁。因此,本文以佛山市2015年6月至2019年12月期间Sentinel-1影像为基础开展该地区地表形变监测分析及应用。结果表明,佛山市地表形变区域主要分布在围垦区、建筑施工地和绿植覆盖区等,且近年来有形变特征的区域总面积逐渐增加,占比从0.6%增加至4.48%。局部形变漏斗年平均形变速率超过35mm/yr,部分监测点5年累计年沉降量超过20cm,推断其产生原因主要与频繁的人类基建活动有关。之后通过外部水准监测数据和InSAR结果的对比分析,精度验正结果为3.70 mm/yr,并探测出5个不稳定的水准点。本文研究表明了时序InSAR技术在广域城市地表形变监测、地质灾害防控以及水准网稳定性评估中的明显优势。     

PS-InSAR技术在成都市地面形变中的监测应用

以成都市中心城区及周边区域为例,利用PS-InSAR技术对2016-2018年间32景升轨Sentinel-1A数据进行处理,获取地面形变数据,进行时序分析与相干性分析。结果显示,成都市处于一个西抬东降的格局,年形变速率范围-22.9～26.5mm/y,累积沉降量达到-45～59mm。研究结果表明,最近几年城市化进程的加快和轨道交通建设的快速发展,是导致成都市中心城区部分区域地面沉降的主要原因,另外成都平原的地理位置及地下水分布,对城市部分区域的抬升和沉降也有影响。     

PS-InSAR技术在成都市地面形变中的监测应用

以成都市中心城区及周边区域为例,利用PS-InSAR技术对2016-2018年间32景升轨Sentinel-1A数据进行处理,获取地面形变数据,进行时序分析与相干性分析。结果显示,成都市处于一个西抬东降的格局,年形变速率范围-22.9～26.5mm/y,累积沉降量达到-45～59mm。研究结果表明,最近几年城市化进程的加快和轨道交通建设的快速发展,是导致成都市中心城区部分区域地面沉降的主要原因,另外成都平原的地理位置及地下水分布,对城市部分区域的抬升和沉降也有影响。     

基于SBAS-InSAR的大亮山隧道变形监测及特征分析

穿山隧道在西南地区交通基础设施中有着重要应用,而复杂的地形地质条件,频繁发生的地质灾害给隧道工程的施工建设和运营维护造成了巨大的安全隐患。对此,采用SBAS-InSAR时序分析法提取了大亮山隧道从2018年6月到2023年4月的时序形变场,分析表明大亮山隧道工程沿线区域存在较大范围地表沉降且越靠近隧道主体的区域沉降幅度越大,同时部分区域地表沉降速率发生突变后显著加快,在未来可能进一步发展为地质灾害隐患点。     

呼图壁地下储气库地表形变模式与机理研究

为探究地下储气库区域地表形变时空分布特征及影响因素,利用Sentinel-1A升轨合成孔径雷达影像,基于小基线集雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术提取了2017年3月—2019年5月呼图壁地下储气库的时序地表形变信息。结果表明,在时间上,每年4月至10月注气阶段储气库地表靠近卫星约10～30 mm;同时,在夏季降水量不能满足农田灌溉需抽取地下水时,注气阶段储气库区域特别是接近农田灌溉井的区域由于抽取地下水会存在明显的抬升量减小现象;每年11月至次年3月的采气阶段,地表远离卫星约5～10 mm。空间上,储气库西侧卫星视线向抬升大于东侧,注气时地表抬升响应也较为迅速;而离灌溉井近区域地表抬升量明显减小。分析发现储气库注气阶段地表抬升,采气阶段地表沉降;区域存在地下水抽取时导致地表抬升量有减小趋势,储气库区域地表形变是注采气与地下水抽取综合作用的结果。     

基于机载LiDAR和倾斜摄影技术探究山地地质灾害发育特征

广州市地形地貌复杂多样,地质灾害种类多,防灾减灾任务十分繁重。受限于地形地貌等因素,传统的人工现场排查具有局限性,无法较好地识别区域地质灾害隐患。受惠于机载LiDAR和倾斜摄影技术的快速发展,其能够“穿透”地面植被,获取地面真实高程,对于精准获取地质灾害隐患点、精细勘测区内地形地貌具有重要意义。因此,为查明广州莲花山地区地质灾害发育特征,文章基于机载LiDAR和倾斜摄影技术,将外业获取的点云数据经内业预处理、分类处理及滤波处理后,经融合差分GPS解算、数据生成等步骤,获取具有实际坐标的精细化实景三维模型、真实地表数字高程模型（DEM）和数字正射影像（DOM）。通过地质灾害特征解译结合传统人工现场排查与复核,探明广州莲花山地区共发育19处地质灾害,多发育在核心区域的砂砾岩及粉砂岩地层,区内地质灾害以危岩体为主,且主要受地形高程和坡度控制。研究结果表明,机载LiDAR和倾斜摄影技术能够实现研究区内地质灾害的早期发现和有效识别,对地质灾害分类管理、高效防治具有较高的指导意义。     

路桥膨胀土区域地表变形三维时序InSAR监测方法

本文研究了InSAR技术在路桥膨胀土地区的变形监测方法,以获取地表变形规律和沉降值。实验结果表明,该方法可以通过分析差分干涉图来获得表面变形,获得的表面变形沉降值与实测实际沉降值的误差在+3～-3mm之间,因此监测结果更加准确。路桥膨胀土区域的地表变形具有一定的规律性,膨胀土的特性会导致该区域的地表形变。     

利用物探遥感技术探查城市道路塌陷隐患

城市道路塌陷隐患排查对城市公共安全具有重要意义.本文利用物探和InSAR遥感技术,以南京市鼓楼区域为实验区,对道路塌陷隐患进行了探查和研究.利用InSAR技术获取2019年～2020年南京市鼓楼区主要道路的形变梯度信息;结合软土层厚度、管道渗漏点和轨道交通分布等信息,利用层次分析法建立道路塌陷评估模型,对实验区道路塌陷...     

基于时序InSAR技术的海外港口区域形变监测研究

针对“一带一路”沿线缺乏港口形变监测的现状，本文利用时序合成孔径雷达当中的永久散射体技术与短基线集技术，对巴基斯坦瓜达尔港和马来西亚皇京港两个海外港口区域进行沉降形变监测，共获取112景上述区域的Sentinel-1/A影像，计算其2019年6月至2021年4月期间的形变并对结果进行分析。结果表明，上述区域均具有不同程度的沉降情况，且关键沉降区域呈现集中分布。结合光学遥感影像对每个港口的形变重点区域进行分析，发现上述区域的形变结果与集装箱货物装卸、石油资源输送、人类活动存在显著相关性，推断马来西亚皇京港的吞吐量大于其他港口。本文为时序InSAR技术在保障港口安全运营方面提供了科学支撑，在服务“一带一路”沿线国家港口的安全方面具有重要的战略意义。