时序InSAR对流层大气延迟改正的相位堆叠方法

对流层大气延迟一直是限制合成孔径雷达干涉测量InSAR(Synthetic Aperture Radar Interferometry)技术形变测量精度的主要因素之一。基于含有共同日期的干涉相位也包含相同的大气延迟相位分量这一事实,相位堆叠CSS(Common Scene Stacking)方法采用叠加求和的方式来估计共有日期的大气延迟相位,并通过迭代运算提高估计精度,具有实现简单、计算效率高的优势。本文对CSS方法估算出的大气延迟相位进行空间低通滤波,并将相位解缠与CSS大气延迟相位估计进行迭代运算,改善形变估计结果。首先,基于模拟数据分析了迭代次数和时间窗口尺寸对CSS方法对流层大气延迟改正效果的影响;然后,将本文方法应用于真实SAR数据,分析了不同大小的时间窗口对改正结果的影响,并与其他方法进行对比,结果表明该方法可以获得较好的大气延迟改正结果,改正后空间相位标准差平均降低了62%,稳定点的时间序列标准差平均降低了58%。在此基础上,对目前存在的问题进行了分析和讨论。

基于MSBAS技术的金沙江上游色拉滑坡形变分析

金沙江缝合带是滑坡灾害的高发区,且具有较大的堵江威胁。以堵江风险较高的色拉滑坡为研究对象,选取高时间分辨率的升降轨Sentinel-1A/B数据,利用MSBAS InSAR技术对该滑坡展开地表形变监测研究。文章在利用不同轨道的Sentinel-1A/B获取色拉滑坡2018—2020年间的二维动态形变时间序列的基础上,分析了典型特征点形变时间序列特征。结果表明,在2018年1月—2020年4月色拉滑坡东西向累积形变最高达到165 mm,垂直向累积形变达−102 mm,滑坡体形变加速的时间点被成功地捕获。最后,分析了该滑坡的形变趋势,通过现场调查结果验证了所获得滑坡监测结果的准确性。

金沙江结合带巴塘段滑坡群InSAR探测识别与形变特征

金沙江结合带结构破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。针对该区域开展大范围滑坡调查与监测研究,对减灾防灾具有重要意义。以金沙江结合带巴塘段为试验区,采用堆叠InSAR技术分别利用升轨、降轨Sentinel-1A卫星数据对该区域滑坡隐患开展了调查研究。在此基础上,以中心绒乡滑坡群为重点研究区,利用多维小基线子集技术获取了区域二维形变速率(水平东西向和垂直向)及二维时间序列结果。通过对4处典型滑坡体的形变时间序列结果进行分析,发现在两年时间段内安里克米滑坡、仁娘村滑坡、贡伙村滑坡1和贡伙村滑坡2水平方向累积位移量分别达到44.3、-26.6、65.3和-77.1 mm,垂直向累积位移量分别达到-30.2、-88.3、-80.9和-56.9 mm,且这4处滑坡呈现缓慢蠕滑变形趋势。通过对贡伙村滑坡2的形变监测二维时间序列与降雨数据分析发现,强降雨对滑坡变形有一定短暂影响。由于滑坡群处于地质条件脆弱地区,构造活动强烈,在强降雨条件下极易导致滑坡失稳,建议对其进行持续监测,同时该研究成果对流域内其他区域的滑坡调查与监测研究具有参考意义。

西藏然乌地区地质灾害隐患点InSAR识别与监测

西藏藏东南地区地处青藏高原东南部,地势陡峭。多期次板块构造运动、岩体间相互挤压运动导致地质灾害频繁发生且规模大。针对该区域的地质灾害调查与监测研究工作对防灾减灾具有重要意义。文章以藏东南然乌地区为研究区,分别利用升降轨Sentinel-1A卫星数据对该区域隐患灾害点进行识别,并分析了SAR影像几何畸变对地质灾害识别的影响。通过对InSAR监测结果进行分析,文章最终共圈定了区域内的滑坡、冰川隐患灾害点67处。同时,为了更好的分析灾害体的形变特征和规律,选取了然乌区域安目错北岸三处典型冰川灾害体,利用多维小基线子集(MSBAS)技术获取了坡体的二维(水平东西向和垂直向)形变速率和时间序列。通过对吉穷隆冰川、迫弄冰川和瓦巴村冰川三处典型冰川的形变时间序列结果进行分析,发现从2018年1月到2020年10月,三个冰川水平东西方向上的最大累计位移量分别达到了202 mm、283 mm、194 mm,垂直方向上最大累计位移量分别达到了97 mm、-155 mm、-163 mm。水平方向上三处典型冰川表现为加速变形趋势,垂直方向上表现为缓慢蠕滑变形趋势。同时分析了瓦巴村冰川二维形变时间序列与降雨量和温度相关性,结果表明降雨和温度的变化对坡体冰川形变具有一定的影响。研究成果对高山峡谷区地质灾害隐患点的识别具有较好的参考价值。

基于InSAR技术的尼泊尔辛杜帕尔乔克区震后滑坡监测与分析

2015年尼泊尔Mw 7.8大地震诱发了大量的山体滑坡,对尼泊尔境内与周边地区造成了严重的影响。选取离震中较近的辛杜帕尔乔克地区作为研究区,基于L波段ALOS-2和C波段Sentinel-1A两种合成孔径雷达数据,采用堆叠合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术开展震后滑坡的探测与识别,结合光学影像圈定出滑坡隐患点14处。在此基础上,联合升降轨数据和多维小基线集(multidimensional small baseline subset,MSBAS)-InSAR技术获取了典型滑坡的二维时间序列形变特征,结果表明,该典型滑坡的主要形变发生在水平东西向,最大形变速率为-69 mm/a。同时,通过对该典型滑坡时间序列中的趋势项与周期项形变信号进行分析,发现地震对于滑坡运动具有明显的加速作用,且降雨量的增加使得滑坡位移在每年的8月-11月呈现出周期性变化,可为震后滑坡监测研究提供参考。

临汾盆地及其边界断裂现今变形特征

利用干涉图堆叠技术研究得到临汾盆地及其边界断裂2003-2010年的平均地壳形变速率场，结果表明：1）临汾盆地现今地壳形变场整体上表现为盆地下沉，两侧山体相对隆升的继承性变形特征，罗云山断裂为地壳形变速率差异的分界地段；2）罗云山断裂中段和南段的差异运动相比北段更为显著，最大差异形变速率分别为4mm／a和6mm／a；而在断裂范围内，变形速率均为2mm/a左右，与同期跨断层水准观测结果较为一致；3）盆地内部在整体下沉的背景下，不同的构造单元具有不同的变形速率，且形变速率自北向南逐渐增大。以临汾市区为界，洪洞一临汾凹陷北部和南部的变形速率分别为0～4mm／a和4～8mm／a；襄汾凸起较为稳定，变形速率在零值附近波动；南部的侯马凹陷形变速率进一步加大，其东北部和西部区域的形变速率分别为4—8mm/a和8～12mm／a。