京沪高速公路北京—天津段地面沉降时序InSAR监测与影响因素

地面沉降作为平原区主要的地质灾害之一,对高速公路安全运行产生了潜在的影响。为了探究京沪高速公路北京—天津段的地面沉降情况,选取2017年1月至2020年3月70景Sentinel-1B卫星影像,利用SBAS-InSAR技术对该路段沿线地面沉降展开监测,并采用外部水准观测方法对InSAR监测结果进行精度评定;在此基础上,结合3类9个影响因子数据对沿线地面沉降进行空间模拟,通过对比普通最小二乘(OLS)模型、地理加权回归(GWR)模型和多尺度地理加权回归(MGWR)模型的模拟效果,最后选取相对最优模型对各种影响因子进行量化研究。结果表明:京沪高速公路北京—天津段表现出不均匀沉降特征,最大年均沉降速率超过-90 mm·年-1;研究区主要分布有6个明显的沉降中心,京沪高速公路北京—天津段经过其中3个;采用模拟效果相对最优的多尺度地理加权回归模型进行定量分析可知,第四系沉积厚度和地下水位变化对沉降的影响较大,而地形环境因子的影响较小。

融合DS-InSAR与PIM的煤矿开采影响范围确定方法

针对传统开采损害鉴定中缺乏实测数据,仅靠预计结果划定开采影响边界位置存在争议的问题,提出了一种融合分布式目标In SAR(DS-InSAR)和概率积分法(PIM)的开采损害鉴定方法,该方法利用快速同质点选取、特征值分解、分时段累加等方法提取研究区长时序地表形变信息,对概率积分法预计边界进行验证和修正。以153景Sentinel-1A影像为数据源,获取了研究区2016年7月至2021年10月期间的地表沉降信息,结合概率积分法,划定了开采影响范围。结果表明:村庄内最大下沉值约为576 mm,煤矿3个工作面的开采对村庄影响较大,开采影响边界位于村庄南部。融合DS-InSAR和PIM的方法划定开采影响边界得到了矿村双方共同认可,为开采损害鉴定提供了新的参考。

采动作用下磷矿山边坡变形破坏机制和影响范围研究

以磷矿山边坡为研究对象,通过现场地质调查和离散元数值模拟手段研究其变形破坏机制。采用InSAR监测技术对矿区地表形变进行回溯,并结合有限元数值模拟手段模拟滚石运动轨迹,综合分析影响范围。研究结果表明:在采动作用下,采动裂隙由应力集中导致从采空区边界开始扩展。坡体一直处于形变状态,其裂隙范围随开采区域扩增而增大,上覆岩体整体弯曲下沉,向临空方向倾覆和断裂。地下采动造成大面积的地面沉陷,且坡脚至坡顶范围是滚石的必经之地。磷矿山边坡的变形破坏机制可以总结为采空—拉裂—蠕滑—倾倒。

基于SBAS-InSAR技术的双鸭山市地面沉降监测

采用54期COSMO-SkyMed数据,基于SBAS-InSAR技术获取双鸭山地区2013—2018年的地面沉降信息,利用水准数据进行精度评定,中误差为2.7 mm。监测结果显示,监测区内大部分区域较为稳定,局部地区沉降较大,沉降最大值为-151 mm。同时,分析了历年沉陷区面积以及沉降中心点的变化情况,对沉陷带内受影响的地物分布情况作了统计。通过采煤对沉降的影响分析,可以得出结论:双鸭山监测区地面沉降主要由采煤引起。

基于SBAS-InSAR的地面沉降对新建高铁影响分析

为了评价地面沉降对高铁建设的影响,本文采用遥感SBAS-InSAR技术,对新建淮北至宿州至蚌埠高铁穿越宿州市城西水源地区段进行地面沉降分析与分区评价。首先调查研究宿州西水源地段的水文地质特征与地面沉降历史发展规律;在采集2017年6月至2020年7月共计38景Sentinel-1A卫星数据的基础上,采用SBAS-InSAR技术开展分析区地面沉降SAR数据解算,并依据水源地关键水位观测井的实测数据验证SBAS-InSAR解算成果的可靠性;最后采用ArcGIS软件获取高铁里程沿线地面沉降速率分布状况,并依据沉降速率标准对淮宿蚌高铁穿越宿州西段的地面沉降影响程度划分区段。上述研究为淮宿蚌城际铁路宿州西水源地沉降区域的地质选线、设计、施工、运营、监测提供了科学依据。

灾后复杂地形区域的测量测绘模型设计

灾后地形变化复杂,基于单一线性模型的测量测绘方法,测量灾区坡度陡、高差大等复杂地形时,无法有效拟合复杂地形趋势、获取高程点精度差,导致测量精确度较低。该文设计一种用于灾后复杂地形区域的测量测绘模型,在外部DEM辅助下精化灾区地形DEM,对灾区遥感InSAR影像进行干涉定标,实现干涉影像与外部DEM的精准对应;将多模型的线性回归策略与灾后复杂地形趋势相拟合,对解缠干涉影像图中全部影像快,通过多模型的线性回归,逐个像素精确的去除相位解缠中多余相位,过滤无价值高程点,得到有效灾区地形高程图,从中采集精确地灾后复杂地形区域高程点。实验结果表明,该模型可提高灾后复杂地形区域绘图精确度,对总体灾区地形InSAR影像测量效率高,测量的平均高程误差为±6.2cm,比单一线性模型低±3.77cm。

茂县新磨特大滑坡-碎屑流的发育特征与运移机理

2017年6月24日茂县叠溪镇新磨村发生体积近800×10~4m^3的灾难性特大型滑坡-碎屑流灾害。通过现场调查、遥感解译和资料分析,本文对灾害发育的地质环境条件,崩滑危岩体及运移堆积特征,降雨及地震对崩滑的触发作用等进行了研究,探讨了影响碎屑流运动性的主要效应及其致灾机理,并评价了类似灾害的监测预警新方法。研究认为:(1)新磨村位于1933年叠溪MS7.5地震前已经存在的大型老滑坡堆积体上,多次历史强震和历年降雨循环使滑源区砂板岩坡体表层卸荷带失稳剥离,内部岩体完整性和强度进一步损伤劣化,滑源区在2003年之前已经发育了多条宽大裂缝,并存在显著滑前变形前兆,新磨滑坡本质上是一次后地震机制的灾难性高速岩质滑坡-碎屑流。(2)新磨基岩顺层滑坡体积约150×10~4m^3,但有约600×10~4m^3沟道老崩坡积体被刮铲、裹携。滑坡体高位撞击使老堆积体内"土拱效应"快速丧失并获得加速,"刮铲-裹携效应"促进了滑坡-碎屑流的流动性和扩散性,但大规模的裹携也限制了碎屑流运移得更远。这种冲击加载-刮铲裹携的破坏机制与1986年新滩滑坡、2000年易贡滑坡和2004年贵州纳雍左营滑坡等类似。(3)滑坡-碎屑流产生的地震信号分析可再现整个滑坡、冲击、运移、停积等全过程,震前InSAR形变资料分析则揭示了显著的变形前兆,两者结合应是未来这类超视距崩滑-碎屑流灾害早期识别、评价和预警的新方法。(4)鉴于滑后新磨流域仍然存在大量新老裂缝及其切割而成的危险块体,建议立即开展详细的灾害调查、风险评价和监测预警工作,避免类似灾害重复发生。