小基线集雷达干涉测量在无锡地面沉降监测中的应用

地面沉降是无锡较为显著的地质灾害之一,严重影响了城市基础设施建设,限制了经济社会的可持续发展。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)已成功应用于城市地表形变监测,并表现出极大的潜力和优势。基于ASAR、ALOS及COSMO数据,采用小基线集方法(SBAS)对2004-2012年间无锡的地表形变进行了监测研究。结果表明,沉降区域主要发生在江阴市南部及惠山区,最大累积沉降量超过-200mm。新吴区、滨湖区以及位于主城区的梁溪区出现了轻微的回弹现象,最大累积回弹量达到+40mm。与水准测量数据对比显示,干涉测量结果与水准观测数据具有很好的一致性。地下水水位变化仍然是无锡地表形变的主要影响因素。2005年地下水禁采任务完成后,无锡地面沉降有所减缓,但由于地下水恢复缓慢,所以沉降现象仍在发生。

SBAS方法监测城市地表形变初步研究

常规雷达差分干涉测量(DInSAR)技术因受时间和空间失相干的影响,限制了其运用。永久散射体(PS)方法虽然可有效解决失相干和大气延迟等问题,但其要求SAR影像数目较多。而小基线集(SBAS)方法对SAR影像数目不敏感,因此,以太原地区为研究区,收集了2008年1月—2010年8月期间的8幅ENVISAT卫星的SAR数据,采用SBAS方法获取太原地区的地表形变场。发现万柏林、吴家堡和小店的最大形变速率分别为-27.11、-55.92和-67.61 mm/a,所得的形变速率图和形变序列图与前人结果基本一致,从而验证了SBAS方法监测城市地表形变的可行性。

基于时序InSAR的常州市2015-2018年地面沉降监测

地面沉降不仅会对城市公共基础设施造成安全隐患,也会对当地的经济、环境和可持续发展造成影响.常州市位于我国著名的苏锡常地面沉降带,也是长三角地区的重要城市之一.地面沉降监测一直是该地区掌握地面沉降状态、预防地面沉降灾害的重要举措.利用2015年5月至2018年5月期间的36景Sentinel-1A的IW(Interferometric Wide Swath)模式的SLC(Single Look Complex) SAR(Synthetic Aperture Radar)数据,基于时序InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)方法对常州市地面沉降进行了监测,获得了常州地区该时间段年均沉降速率和时序地表累计形变图,揭示了观测期间常州市各地区详细的地面沉降时空分布和变化特征.结果表明,在2015-2018年整个观测期间,常州地区地表形变呈现出"整体相对稳定,武进区局部沉降和抬升较为突出"的特征,与该地区历史沉降监测结果具有良好的一致性和延续性.这一监测结果有助于全面掌握常州地区最近的地面沉降状况,建立并完善长期、连续的地面沉降时空演化监测记录,为城市基础设施选址、规划以及建立预警预报机制等提供决策依据.

基于时序InSAR技术的常州市地面沉降监测与分析

城市地面沉降不仅会对居民生命安全造成影响,而且也会给当地的社会经济造成损失。常州市位于长江三角洲地面沉降区,也是我国经济最发达的地区之一。因此地面沉降监测是常州市掌握地面沉降的动态,为防灾减灾提供决策依据的重要举措。本文采用SBAS InSAR方法对2012-2013年23景TerraSAR-X高分辨率雷达影像数据进行了地表形变的反演,获取了该时间段常州地区年均沉降速率和时序地表累积形变图。结果表明,在整个观测期间,常州市呈现出"全区基本保持稳定,武进区局部沉降严重"的特点。为此,我们利用PS-InSAR技术对武进区的地面沉降进行了重点监测,发现该区多条重要交通线路存在不同程度的地面沉降。最后我们结合历史监测结果和水文地质背景,揭示了常州地区近50年地面沉降的时空变化特征和规律。综合分析表明,地下水全面禁采后研究区地面沉降的确得到了有效控制,沉降速率减缓,甚至出现了回弹。而武进地区的地面沉降虽然也在减缓,但仍然存在明显的地面沉降,一些重要交通线路的周边沉降已超过安全阈值,有必要在常规监测的同时,对这些沉降严重的区域进行重点监测,并建立预警预报机制,在城市基础设施选址和规划时提供决策依据。

基于InSAR技术对输电铁塔的稳定性研究

小基线集测量方法(SBAS-InSAR)在矿区地面沉降、地质灾害监测等方面得到了广泛的应用,为研究因矿区引起的地面沉降 等的地质灾害是否影响输电线路的使用和输电铁塔的稳定性,文中选取 2018 年 10 月至 2019 年 1 月共 7 景升轨 Sentinel-1A 数据,基于 SARscape 软件进行 SBAS-InSAR 处理,共探测到 7 处形变区(编号 2 和编号 7 内有多个沉降漏斗),其中编号 3 和编号 7 两次形变区威胁 到输电铁塔的稳定性,最大以 80mm/yr 的速度在缓慢移动,有两座输电铁塔位于形变区内,以约 6mm/yr 的速度缓慢移动,为输电线路及 输电铁塔的防护提供了技术支持和参考。

阿尼玛卿冰川表面流速与地质灾害隐患点监测

为了更好地开展冰川变化与地质灾害隐患的监测研究,该文基于Sentinel-1A数据,使用合成孔径雷达影像偏移量追踪技术和GACOS辅助下的小基线集-InSAR方法,对阿尼玛卿冰川表面流速及周边区域地质灾害隐患点进行了监测分析。结果表明:2015—2021年阿尼玛卿冰川表面流速先增加后减缓,在2018年达到了最大(6 m/a);冰川流速暖季(5—9月)大于冷季(10月—次年4月);地质灾害隐患点多集中于冰川两侧,其形变速率与冰川运动速率一致性较好,推测与冰川融水对岩土体稳定性的影响有关。该文的研究结果可为冰川融化引起的地质灾害的防灾减灾工作提供重要参考。