联合InSAR和质量守恒法估计西藏贡觉地区雄巴滑坡厚度

滑坡厚度是灾害风险评估和防控的关键参数。传统的滑坡厚度估计方法只能确定滑坡体局部稀疏点的深度,无法反映整个坡体深度分布情况,且存在探测成本高、效率低等问题。基于此,提出了一种联合合成孔径雷达干涉测量(InSAR)和质量守恒法估计平移式滑坡厚度分布的方法,并将其应用于西藏贡觉地区雄巴滑坡。使用时序InSAR技术分别计算Sentinel-1A升轨、Sentinel-1A降轨和ALOS-2升轨影像的一维雷达视线向(LOS)形变速度场,联合SAR成像参数与滑坡空间几何关系构建坡面坐标系,解算得到滑坡沿坡面的三维形变场; 在此基础上,联合InSAR三维形变场和质量守恒准则估计滑坡厚度。实验共收集了覆盖雄巴滑坡的140景Sentinel-1A升轨、138景Sentinel-1A降轨和12景ALOS-2升轨数据。结果表明:雄巴滑坡总运动面积约为5.33 km²,当流变参数取值0.5时,滑坡厚度为0～109.57 m,集中分布在9～73 m,滑坡体积约3.12×10⁸ m³,估算结果与现场测量结果一致。本文提出的方法可以获取滑坡连续的厚度分布情况,可为灾害风险评估、分析与预防提供关键性数据支撑。     

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。     

青藏高原泛三江并流区活动性滑坡InSAR初步识别与发育规律分析

青藏高原的怒江、澜沧江和金沙江泛三江并流区是青藏高原地质环境研究和自然资源开发的关键带。全覆盖的调查活动性滑坡、研究发育分布规律具有重要意义。以泛三江并流区17.9万km2研究区为例,示范了InSAR大数据处理→滑坡解译→变形模式识别→发育规律分析→重点区段剖析的全过程滑坡InSAR调查工作流程和关键技术,获得了研究区中小比例尺的活动性滑坡数据。研究结果表明,（1）现有的SAR数据源、InSAR技术和解译方法可以满足开展大区域中小比例尺活动性滑坡识别的需求,开展全国的滑坡InSAR调查时机已经成熟;（2）设计的“相位共振增强InSAR”技术,针对大冗余SAR观测的快速计算,可以消除大部分不利的干涉条件,突出滑坡的位置、范围和活动强度,有效的完成适合大区域滑坡识别的InSAR数据处理,技术上具有推广的潜力;（3）计算得到滑坡、冰川、冻胀、分散、高差五大类几十种InSAR变形图斑,以此为主要依据,辅助地貌和光学遥感图像解译,同时参考地层岩性、制灾机理、诱发因素,总结出三江并流区活动性滑坡的10类发育地貌位置;（4）共解译活动性滑坡904处,主要分布在金沙江的汪布堆—波罗、松雄、中心绒,怒江的八宿,澜沧江的察雅、囊谦、德钦、黄登水库8个区段;（5）对活动性滑坡影响大的环境要素依次是河流侵蚀、地形坡度、地层岩性、降雨气温,活动构造和地震的影响在空间分布上并不直接显著,地灾与人类活动互馈是本区域滑坡发育的一大特点;（6）InSAR识别结果较全面、客观的反应了滑坡的自然发育规律,加深了对泛三江地区滑坡灾害的认识,但也应该看到,InSAR观测和活动性滑坡的解译具有多解性,制定标准化的InSAR识别工作流程,进行多源数据的融合观测是下一步努力的方向。     

基于InSAR技术矿区地表形变的监测

合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic apertture radar,简称InSAR)因具有全天候、连续获取信息和高空间分辨率的特点而被广泛应用于地学、海洋、资源探测及灾害监测等众多领域。在介绍InSAR技术获取地表形变信息基本原理的基础上,重点讨论InSAR技术在矿区地表形变监测中的的几个关键技术问题,包括SAR图像的获取和选择、SAR影像配准算法、水平地形效应的消除、相位解缠和数字高程模型的提取等,并结合国内外应用实例展望了发展前景。     

利用过采样方法提高矿区沉降干涉图的相干性

采用过采样方法提高SAR图像相干性,使研究区域的干涉条纹更加清晰.以唐山矿区为例,采用过采样方法获得了6对矿区沉降干涉图,并计算了该区域的地面沉降时间序列.结果表明,唐山部分矿区在2004年11月到2005年4月间存在快速的沉降,最大沉降速率达到2 398 mm/a.     

一种利用无网格技术和局部频率估计的相位展开算法

为了能提高干涉合成孔径雷达信号处理时相位的展开精度,作者在相位展开中利用高精度局部频率估计法代替相位差分法,这是因为局部频率估计法能够更加准确地反映实际地形的变化。同时为了抑制残差点处的错误传播至整个相位图,引入无网格法,通过在干涉图中划分局部支持域有效地限制了误差的扩散。通过仿真实验以及实测试数据验证了该方法能够有效地减少误差累积的影响,从而提高相位的展开精度。     

一种基于相干系数的复数图像滤波方法

复数数据类型的图像具有较强的条纹性,其中最具代表性的是干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)图像。以复数图像处理为研究课题,针对现有滤波算法自适应性差,不适应复数数据处理,条纹连贯性低的缺点,提出了一种新的基于相干系数的滤波方法。从相干系数的选择和区域生长方法两个方面进行了改进。相干系数是复数图像对相似度的重要度量指标,该算法以相干系数作为滤波窗口选择的指标,并通过设定一定的阈值作为生长条件,形成滤波模板。由此得到的滤波窗口的形状、大小更为灵活,和实际条纹的相似度达到89%以上。经过该方法处理后的图像的边缘保持指数和等效视数均优于圆周期均值滤波、中值滤波,最小均方差滤等指标。可知相干系数滤波算法的滤波效果最好,图像条纹的连贯性得到有效的补偿。文中实现了复数图像中同质像素的选择,复数数据的处理以及相位保真的优化。     

基于迭代高斯模型的干涉DEM滤波算法

提出了一种基于迭代高斯模型的干涉DEM滤波算法。该算法首先对含有噪声的干涉SAR高程数据进行噪声检测,对不符合高斯模型分布的数据,标记为噪声点,建立噪声标记矩阵;然后对标记为噪声的点,依据其邻域窗口内数据的统计特性,采用曲面拟合算法估计得出噪声点处的真实高程值。通过实际DEM的实验结果表明:该算法在有效消除噪声点的同时,可以较好地保持地面的高程值;与传统的低通滤波、中值滤波、Sigma滤波的实验结果相比,该算法的滤波结果较为理想。〖JP〗     

基于北斗与InSAR技术的城市水库群坝体变形监测体系研究

随着我国核心城市规模的不断扩大,城市水库群的安全问题变得非常重要。本文提出基于北斗与InSAR技术构建城市水库群坝体变形监测体系的概念,建立以InSAR卫星数据为核心的高效监测能力,并建设覆盖区域的北斗变形监测基准网,通过获取InSAR动态监测数据以及北斗卫星实时监测数据,辅助以人工监测数据,形成城市水库群坝体安全监测新模式。     

基于信号子空间估计的多基线InSAR干涉相位图滤波方法

多基线干涉合成孔径雷达（Interferometic synthetic aperture radar,InSAR）利用长短基线之间的关系,能够获得优于单基线InSAR的高程测量结果。本文针对多基线InSAR的数据特点,提出了基于信号子空间估计的多基线InSAR干涉相位图滤波方法。该方法将不同长度基线下所获得干涉相位图中同一像素单元信号作为一个训练样本,通过信号子空间的估计完成多基线InSAR干涉相位图滤波。仿真实验结果表明,本文方法可以在运算时间相当的情况下,获得优于回转均值滤波算法和回转中值滤波算法的滤波性能,是一种可满足实时处理要求的有效的多基线InSAR干涉相位图滤波方法。