利用小基线集技术(SBAS)监测泉州地区地表形变

差分干涉测量(DInSAR)技术可用于监测厘米级甚至毫米级的地表形变。文中选用2007—2011年期间19景日本ALOS1/PALSAR数据,采用短基线集技术(SBAS)获取了该地区的形变时间序列和平均沉降速率。研究结果表明:泉州东南部地区整体上呈抬升态势,上升速率为5mm/a左右,主要是受到亚欧板块和西太平洋板块互相挤压作用的结果;泉州东南部有多处出现地表沉降,沉降的结果与泉州市统计的地区地下水开采数据相当吻合,因此沉降主要与地下水过度开采相关。

PS-InSAR与SBAS-InSAR监测地表沉降的比较研究

阐述PS-InSAR与SBAS-InSAR的方法与原理,以北京地区为例,处理了2004—2010年的31幅ENVISATASAR图像,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;些微的差异主要表现为SBAS-InSAR的PS点形变时间序列在空间上相对更加连续。两种技术所取得的结果与北京市地面沉降的监测结果基本吻合,证明两种方法获得的结果都是可靠的。

融合实测数据的地表沉降SBAS-InSAR监测方法

近年来我国煤矿地下开采深度不断增加,深部非充分开采条件下矿区地表沉降量偏小、持续周期长,使用小基线集(SBAS)时序InSAR技术可用于获取矿区地表高时空分辨率的变形信息,然而InSAR监测中失相干问题会导致部分下沉区域无法得到有效形变信息。提出了一种融合实测数据的地表沉降SBAS-InSAR监测方法,以万年矿沉降区的26景哨兵1A数据和部分水准实测数据为试验数据,通过融合部分同时期水准实测数据,采用反距离加权插值法(Inverse Distance Weighted,IDW)对研究区内失相干区域进行IDW空间插值,得到地表沉降区完整且连续的地表沉降信息,解决了部分沉降区域因植被旺盛引起的InSAR数据失相干问题。通过提取研究区内走向及倾向时序沉降曲线,对万年矿工作面132153和132157非充分开采地表沉降规律进行分析,发现工作面132153较132157沉降范围更广,沉降量更大,是由其开采过程中邻近老采空区出现“活化”现象所致。选取和对比3个同时期的InSAR监测结果与水准实测结果,其均方根误差分别为±6.0,±4.4和±9.8 mm。研究结果表明,融合实测数据和IDW插值后的SBAS-InSAR应用于矿区深部非充分开采地表沉降时序监测具有很高的可靠性,监测精度完全满足相关工程技术要求。

SBAS技术在南京河西地表沉降监测中的应用

由于地质条件的影响及城市化进展的不断加快,南京河西地区地面沉降日趋明显。本文以2007—2011年16景日本ALOS PALSAR卫星升轨数据为例,采用SBAS技术分析了河西地区的沉降趋势,反演了研究区的地表形变场,并与水准测量数据进行了对比,验证了SBAS用于沉降监测的准确性和时效性。

基于SBAS-InSAR技术的延安新城地表形变特征

延安GNSS基准站2015—2017年出现异常变化,在32幅哨兵-1雷达影像基础上,利用小基线集合成孔径雷达干涉测量(SBAS-InSAR)技术,对延安新城2014年10月—2017年2月地表形变进行监测,提取时间序列与平均地表形变速率。结果表明:GNSS基准站的异常形变可能与延安新城土方回填相关,地表形变时间序列沿顺时针的变化趋势与延安新城的扩张方向基本一致。与传统GNSS异常核实方法相比,SBAS-InSAR技术可快速确定异常范围和量值大小。通过高精度地表形变时间序列,能够辅助查找异常发生原因,有利于推进防灾减灾工作。

基于PS和SBAS技术监测厦门市主城区地面沉降

基于Sentinel-1A卫星2017年5月到2020年9月的41幅影像,采用PS和SBAS 2种技术,进行高精度的时序形变监测获取了厦门市区监测期间的地表形变信息,PS形变量级位于-25~20 mm/a,SBAS形变量级位于-22.91~18 mm/a。对2种监测结果进行交叉对比和时序分析,形变趋势和空间分布相吻合并分析其线性关系高达0. 920 6。提取出4个沉降比较严重区域分别是:A区为同安区中部地区,沉降量最大达到-40 mm;B区位于集美区西南部,最大沉降量为-26 mm;C区位于海沧区南部城中,最大沉降量为-23 mm;D区位于海沧区东部地区与厦门岛西部地区最大沉降量分别为-23 mm、-32 mm、-7. 7 mm。结果表明2种技术都获得可靠结果。

基于SBAS-INSAR技术的城郊煤矿矿山地表形变监测研究

煤矿区地表形变的动态监测是矿山环境恢复与综合治理的重要方面。为了解决目前传统测量技术手段无法大面积准确获取矿山地表形变信息的问题,文章介绍了一种时间序列分析方法——SBAS-INSAR技术,并选用克里金插值法对水准测量数据和SBAS-INSAR技术监测结果进行精度验证与评价。并在此基础上依托北斗卫星连续运行参考站监测系统总结地表形变规律,确定下沉系数,最终实现对城郊煤矿地表形变信息的精准监测和预测。研究结果表明:SBAS-INSAR技术监测地表形变成果精度达到±2.3 cm,具有较高的准确性和时效性,有效弥补了传统监测手段的不足。

基于SBAS技术的鹤岗市采煤沉陷区地面沉降监测

鹤岗市是一座开采历史悠久的煤城。多年来,鹤岗市采煤区地面沉降严重,造成巨大的经济损失。本文利用2015年6月至2018年7月拍摄的34景Sentinel-1A/B雷达影像,采用小基线集(SBAS)技术,提取了鹤岗市采煤沉陷区地面沉降信息,并结合公路和铁路等专题数据开展了沉降影响分析。研究结果表明:鹤岗市采煤沉陷区存在大范围的地面沉降,且沉降严重,可监测到沉降速率达-150.99 mm/a;2015—2018年沉降区范围逐年具有明显减小趋势,且呈线性连续分布在鹤岗市市区东部;地面沉降对省道和铁路影响较大,而其他公路受一定影响甚至没有影响;与水准测量数据进行对比,验证了SBAS用于矿区沉降监测的准确性和时效性。

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。

结合序贯平差方法监测地表形变的InSAR 时序分析技术

基于短重访周期SAR卫星影像,对黄河三角洲地表形变进行高效和持续监测的SBAS-InSAR时序分析。首先对研究区已有的SAR影像集进行干涉处理,得到干涉图,并进行大气效应校正和轨道误差去除,然后利用传统的SBAS(small baseline subset)方法获取地表形变。在此基础上,当增加新的SAR数据时,采取渐进式SBAS方法处理,反演新时刻的地表形变。渐进式SBAS方法融合序贯平差的思想,以已有的解算结果为基础,结合新的观测数据进行增量解算,可以达到整体解算的效果。相对于传统的SBAS方法,每次增加新影像都要采用重新全部解算的方式,能够减少冗余运算,提高计算效率。实验证明,基于2018年5月-2016年8月在黄河三角洲地区获取的Sentinel-1卫星SAR数据,利用渐进式SBAS方法反演的地表形变与地表实测控制点结果相近,相关系数(R)为0.82,且与传统的SBAS方法反演得到的地表形变速率差异在1mm/a内,解算时间缩短约40%,能够持续高效地监测地表形变。

利用时序PS-InSAR监测青藏高原冻土区地表形变

多年冻土及其活动层的变化对研究全球气候变化和生物多样性具有重要意义。传统的冻土测量方法通常只针对特定地点,空间覆盖范围有限,尤其是青藏高原冻土。本文采用C波段Sentinel-1A IW模式数据并结合一种顾及永久散射体的小基线SAR干涉(SBAS)技术,对青藏高原沱沱河地区地面形变和冻融过程进行了研究。探测到的地面位移速率(主要范围为-20~20 mm/a)和位移时间序列反映了多年冻土及活动层的演化。试验结果与水准测量数据具有较好的一致性,且该方法优于一般多时相InSAR方法。此外,分析了SAR成像几何与地表位移之间的关系,解释了在多年冻土区特别是对于山坡的运动趋势。试验结果展示了InSAR的监测能力,并提高了对多年冻土区地表形变的认识。

永久散射体差分干涉测量和小基线集技术在常州地面沉降分析中的应用

当前大中型城市普遍存在地面沉降的现象,地面沉降会给城市建筑、基础设施、地下空间建设等带来巨大的威胁,从而给人民群众生产、生活及生命安全带来隐患。为了可以及时预防城市地面沉降带来的灾害,该文采用较为前沿的永久散射体差分干涉测量(PS-In SAR)和小基线集(SBAS)技术分别对常州市武进区的地面进行沉降监测,分别得到了武进区的主要沉陷区分布图和沉降值大小。最后结合当地水准数据得到PS-In SAR与SBAS技术的平均误差均小于2.3mm/a,均方根误差小于4.4mm/a,从而证明了PS-In SAR与SBAS技术监测该地区的地面沉降精度达毫米级是可行的,两种技术都可以应用到城市地面沉降监测中。

ASAR和PALSAR地表形变监测数据的对比分析

ASAR和PALSAR是地表形变监测中常用的两种数据类型。为了研究这两种数据在地表形变监测中的特点,该文以日本东南部千叶市地区的23景ALOS PALSAR数据和34景ENVISAT ASAR数据为例,采用SBAS方法分别对其进行相应的分析和处理。最终结果表明两种数据监测出的形变速率基本一致,吻合度较高,但PALSAR数据具有更高的空间连续性,说明了L波段的数据比C波段的数据相干性更高。