基于Sentinel-1 SAR数据的黑河上游冻土形变时序InSAR监测

作     者：陈玉兴 江利明 梁林林 周志伟 CHEN YuXing;JIANG LiMing;LIANG LinLin;ZHOU ZhiWei

作者机构：中国科学院测量与地球物理研究所大地测量与地球动力学国家重点实验室武汉430077 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《地球物理学报》 (Chinese Journal of Geophysics)

年 卷 期：2019年第62卷第7期

页      面：2441-2454页

核心收录：

学科分类：0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0707[理学-海洋科学] 0708[理学-地球物理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 081602[工学-摄影测量与遥感] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 

基　　金：中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDB-SSW-DQC027,QYZDJ-SSW-DQC042) 中国科学院战略性先导科技专项子课题(XDA19070104)联合资助 国家自然科学基金项目(41590854,41431070,41621091) 国家重点研发计划课题(2018YFC1406102,2017YFA0603103) 

主　　题：多年冻土 时序InSAR 形变监测 青藏高原 活动层厚度变化 

摘      要：多年冻土活动层变化导致冻土区大范围地面变形,严重破坏区域内基础设施和水文地质条件,亟需加强活动层季节冻融过程的观测研究.本文提出一种基于分布式目标的小基线集时序InSAR(DSs-SBAS)的冻土形变监测方法.该方法采用分布式目标提取和特征值分解算法,并结合基于地温-形变约束关系的参考点选取新策略,提高了冻土形变监测结果的时空分辨率和可靠性.以祁连山黑河西支源头的野牛沟为研究区域,通过对27景Sentinel-1SAR影像进行时序InSAR分析,获取了2014-2016年该区多年冻土的形变时间序列和年均形变速率,并利用Stefan模型联合地温数据估算其季节性形变幅度.实地踏勘和结果分析表明:(1)研究区大部分多年冻土处于稳定状态(-1.0^+1.0cm·a^-1),在地形陡峭的南坡边缘及含冰量丰富的野牛沟河上游两侧沟底部分区域存在较大形变;(2)区域内冻土形变时间序列呈现年周期变化,冻土冻融形变存在季节性周期形变和季节性波动下沉两种形变特征,形变幅度和速率最大可达6.0cm和-3.0cm·a^-1;(3)不同区域的活动层冻结/融化始日和冻土形变存在明显差异,主要和冻土地貌、土壤类型以及活动层厚度有关.本文提出的方法在青藏高原多年冻土区大范围冻融监测和活动层厚度反演研究方面具有很大的应用潜力.