检索结果-南通市图书馆

作者：曾珠电子科技大学

学位级别：硕士

在全球,每年有许多的人在地质灾害事件中受伤或丧命,滑坡每年造成的经济损失超过数以亿计的美元。而在中国超过50%的地质灾害以及次生灾害都是滑坡造成的,大部分滑坡区域是人们没有监测到或者未知的区域。因此,监测潜在滑坡区势在必行... 详细信息

在全球,每年有许多的人在地质灾害事件中受伤或丧命,滑坡每年造成的经济损失超过数以亿计的美元。而在中国超过50%的地质灾害以及次生灾害都是滑坡造成的,大部分滑坡区域是人们没有监测到或者未知的区域。因此,监测潜在滑坡区势在必行。地表形变监测被认为是监测滑坡的有效手段,故常常应用于滑坡监测和滑坡预警中。合成孔径雷达干涉测量(Synthetic Aperture Radar Interferometry,InSAR)技术由于其能够大范围、短时间、低成本、高精度地获取地表厘米级甚至毫米级的微小形变而被广泛应用于地表形变监测中。因此本文主要利用一种时序InSAR技术——小基线子集(Small Baseline Subset)InSAR技术对频繁发生滑坡事件的甘肃黑方台地区进行地表监测与分析。本文提取了甘肃黑方台2014年10月017年9月地表形变的结果。分析结果发现,这3年内黑方台台缘斜坡区域的地表极其不稳定,最大形变速率达到20.8毫米/年;并将形变速率小于–5.6毫米/年的区域称为潜在滑坡区。对比他人实地考察绘制的滑坡点空间位置图发现,本文大部分潜在滑坡区都曾发生过滑坡事件;因此,证明利用SBAS-InSAR技术能够监测出大范围内存在的潜在滑坡区,这为当地的滑坡预警提供数据支撑成为可能。相对于黑方台地区其它6个滑坡群,党川滑坡群的滑坡次数和形变速率绝对值都最大。为了研究不同季节滑坡的地表形变和触发机制的特征,因此利用时序InSAR技术和滑坡前的Sentinel-1A上下轨数据对黑方台党川2号区、3号区和4号区进行地表形变监测与分析。3个区域在滑坡前的形变监测结果如下:3个区域都发生了明显的位移,位移方向为负(远离雷达视线方向),位移量大于20毫米,甚至大于30毫米。分析降水、温度以及Sentinel-1A GRD数据与3个区域的地表形变增量绝对值之间的关系得出结论如下:党川2号区2015年4月29日发生的滑坡与降水量有关、党川3号区在2017年2月29日发生的滑坡与气温(土壤冻融)有关、党川4号区2017年10月1日发生的滑坡是受到降水、气温以及土壤湿度综合影响的结果。因此,利用时序InSAR技术与多时相SAR数据可以预测滑坡事件,并且在一定程度上可以分析触发滑坡灾害的原因。

关键词：合成孔径雷达干涉测量技术黄土滑坡黑方台地表形变

基于时序InSAR技术对昆明市东川区地表形变监测研究

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基于时序InSAR技术对昆明市东川区地表形变监测研究

作者：刘灏昆明理工大学

学位级别：硕士

昆明市东川区位于云贵高原,小江断裂带中北部。东川区由于其特殊的地理位置和独特的质地环境导致该地区地震、泥石流、山体滑坡等地质灾害频发继而成为制约该地区发展的主要因素。本文使用时序InSAR技术对云南省昆明市东川区城市区域及... 详细信息

昆明市东川区位于云贵高原,小江断裂带中北部。东川区由于其特殊的地理位置和独特的质地环境导致该地区地震、泥石流、山体滑坡等地质灾害频发继而成为制约该地区发展的主要因素。本文使用时序InSAR技术对云南省昆明市东川区城市区域及其周边山谷,采矿点等区域地表形变进行研究,根据对东川区及其附近区域形变的监测结果,结合小江断裂带活动特性、板块运动趋势、地质活动造成的灾害来分析造成该地区发生地表形变的因素。对该地区的灾害防治和地质活动预判有更深层次的理解。合成孔径雷达干涉技术（InSAR）不仅继承了光学遥感低成本、大面积成像等特点,并且具有全天时、全天候成像能力,使微波遥感越发成为一种独具优势的测量手段。国内外众多学者近几年的研究将微波遥感技术推向一个前所未有的新高度,使该技术除了在地形图测绘上有所建树,在观测由于不可抗力自然作用导致的形变有着巨大的优势,例如火山运动、地质构造运动、和冰川运动等。在地类识别和分类的研究中,微波遥感也几乎是最有效的方法。SBAS-InSAR技术作为雷达干涉测量中较为高效的手段,其主要选取空间时间基线较短的像对进行干涉,有效地解决了D-InSAR受时空、大气失相干的局限,在地表缓慢形变监测方面被广泛应用。本文利用ENVI SARscape平台和Sentinel-1数据,并辅以NASA提供的SRTM 30米精度DEM和谷歌地球提供的高清影像资料,对东川城区及其附近地区缓慢地表形变进行监测。在对影像干涉质量的变化上进行多次实验和分析,进而得到以下成果:（1）因受小江断裂带南北走向影响,主要形变发生在南北走向,而SAR数据在该方向形变不敏感,而SBAS-InSAR由于在此处较于传统D-InSAR方法有较好的效果。验证SBAS-InSAR技术在地质活动较为频繁的区域对地表形变的长期监测方面具有深远的发展潜力。（2）使用D-InSAR对影响相干性因素进行分析,并通过实验探讨阈值的选取,优化了针对东川地区SBAS-InSAR技术的流程。通过探讨不同地物类型的后向反射因素对相干性的影响,得出在植被覆盖率较高地区解缠效果差或不能解缠,而在东川城区,高山裸土区域相干性较好、生成形变沉降点密集且清晰。（3）使用SBAS-InSAR技术在水土流失严重、坡度起伏较大地区,使用不同的滤波器,不同的解缠方法进行试验,比较其结果认为Goldstein滤波法可以更好的控制噪声,最小费用流解缠方法解缠精度更好。（4）使用SBAS-InSAR技术对东川及其附近区域在空间和时间上的分布规律进行了讨论,对小江断裂带影响东川城区沉降及附近山谷区域的沉降、抬升等地质活动诱因进行分析,并认为地质灾害频发与该地区地质条件关系密切。对东川主城区、汤丹村、落雪铜矿等典型地区在时间序列上做分析,认为基于时间序列的地表监测在地质灾害周期性的探索中有指导性意义。

关键词：地表形变 SBAS-InSAR 东川相干性

基于InSAR技术的石窟寺区域地表形变监测与研究

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基于InSAR技术的石窟寺区域地表形变监测与研究

作者：张雄兰州大学

学位级别：硕士

石窟寺区域地表形变监测是石窟寺长期保护的一项重要措施。传统的监测技术如水准测量法,其外业量大、监测周期长、监测成本高,在石窟寺区域地表形变监测领域应用效果较差。近几十年新兴发展的合成孔径雷达干涉测量(In SAR)技术依靠其成... 详细信息

石窟寺区域地表形变监测是石窟寺长期保护的一项重要措施。传统的监测技术如水准测量法,其外业量大、监测周期长、监测成本高,在石窟寺区域地表形变监测领域应用效果较差。近几十年新兴发展的合成孔径雷达干涉测量(In SAR)技术依靠其成本低、空间连续性好、可持续性强等优点成为了解决区域地表形变监测的重要方法。随着时序In SAR技术的发展,传统差分In SAR技术由于大气扰动、时空失相关等因素造成形变监测精度和可靠性方面的缺陷得到了极大的改善,其中小基线集In SAR技术在影像数据少的大范围山区地表形变监测中展现出一定优势。本文首先利用差分In SAR技术对安岳石窟(圆觉洞)区域进行地表形变监测,分析四川泸定6.8级地震对研究区的影响,然后利用小基线集In SAR技术对庆阳北石窟寺区域进行地表形变监测,分析研究区长时序的形变规律以及造成形变的原因,最后结合GNSS技术与In SAR技术分别得到的庆阳北石窟寺区域地表形变监测结果进行对比分析。主要研究内容和结论如下:(1)以安岳石窟(圆觉洞)为研究对象,利用2022年8月28日和2022年9月9日地震前后的两景Sentinel-1数据,基于差分In SAR技术获得了研究区在四川泸定6.8级地震后的地表形变信息。结果表明:安岳石窟区域地表形变结果在-0.027～0.006m之间,未发现明显形变区域,验证了In SAR技术在石窟寺区域地表形变监测的可行性以及差分In SAR技术在明显地表形变监测中的优势。(2)以庆阳北石窟寺为研究对象,利用2020年1月18日至2022年6月12日的36景升轨Sentinel-1数据,基于小基线集In SAR技术获得了研究区LOS向地表形变信息。结果表明:研究区整体年平均形变速率较小,集中在-12.9～18.0mm/a之间,其分布规律不明显且空间差异性较大。研究区地表形变呈季节性变化的规律,在降雨量达到峰值的7-9月份形变最为明显,且呈现出延蒲茹两河流域以及公路线路分布的特征,对北石窟寺区域的稳定性产生了一定影响。结合研究区赋存环境等相关资料,分析北石窟寺区域地表形变产生的原因,验证了In SAR技术在石窟寺区域地表形变监测的可行性以及小基线In SAR技术在长期缓慢地表形变监测中的优势。(3)以庆阳北石窟寺为研究对象,利用GNSS监测系统获取了研究区在2021年9月至2022年1月23日期间监测数据,并利用四分位距法对监测数据进行粗差处理,以消除噪声、冗余数据等对监测结果的影响,并利用最小二乘法对处理后的监测数据进行多项式拟合,得到监测数据的线性模型。将In SAR技术形变监测结果与GNSS技术形变监测结果进行对比,得出了两种方法得到的监测结果趋势一致且呈高度相关的结论,验证了In SAR技术在石窟寺区域地表形变监测结果的可靠性。

关键词： InSAR技术 GNSS 地表形变石窟寺保护

基于Sentinel-1的鲜水河断裂带地表形变研究

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基于Sentinel-1的鲜水河断裂带地表形变研究

作者：曾孔莲成都理工大学

学位级别：硕士

传统的地表形变监测手段具有工作量大、耗时费力、成本高等缺点。合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术具有便于监测、高精度、低成本、大范围等优势,为揭示地学现象的时空演变规律提供了一种空间对... 详细信息

传统的地表形变监测手段具有工作量大、耗时费力、成本高等缺点。合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)技术具有便于监测、高精度、低成本、大范围等优势,为揭示地学现象的时空演变规律提供了一种空间对地观测新途径,特别是在监测地表形变、滑坡形变等地质灾害方面被广泛的应用,现已成为不可或缺的监测手段。鲜水河断裂带是我国青藏高原东南缘中的一条左旋走滑断裂带,构造复杂,强震活动频次较高,也是我国较为活跃的断裂带之一,备受国内外众多学者的关注与研究,目前的研究成果较为丰富,而在垂直方向上的形变研究较少。为了研究其地表在垂直方向的形变特征,同时也为了尽可能地减少地震灾害给各方面带来的损失,我们需要深入认识鲜水河断裂带的构造运动特征,对其垂直方向上的地表形变进行长期监测。本文以鲜水河断裂带南端的折多塘段、色拉哈-康定段、雪门坎-康定段和磨西段为研究区,将哨兵-1(Sentinel-1)卫星在2017年8月—2018年9月期间获得的SAR影像作为数据源,采用InSAR技术提取研究区的地表形变信息。本文的主要研究内容与结论如下:(1)利用二轨法D-InSAR技术提取鲜水河断裂带的地表形变,基于断裂带的运动特征对形变特征进行分析。结果表明:该研究区整体形变主要呈现为沉降,其形变量均不超过15mm,沉降区域主要集中在西北方向往东南方向一带;局部区域呈现为抬升,抬升区域分布在东北部边缘以及西北部、中部、西南的局部区域;此外,色拉哈-康定断裂带和康定-雪门坎断裂带、磨西断裂带形成对称式的断裂运动。(2)利用SBAS-InSAR技术提取研究区的时间序列形变速率,对形变速率特征进行分析。结果表明:形变速率分布范围为-15mm/a,形变速率为正值的区域主要分布在中部的东北和边缘、最东南以及西北部的西边,其余区域的形变速率几乎为负值,且研究区中的沉降速率中,断裂带的左侧形变速率大于右侧形变速率。同时基于时间序列形变速率结果,垂直横切断裂带,分析剖面线可知:鲜水河断裂带两盘形变较小。(3)将地表形变结果和时间序列形变速率进行比较分析,发现两者维度不一致,但整体上的形变趋势一致。综合以上研究可知,InSAR技术应用于监测分析地表形变具有一定的可靠性,并认为鲜水河断裂带在2017年8月—2018年9月期间,地表形变较小,断裂带两盘错位不明显,说明其在此期间构造活动稳定,同时本文研究成果对研究区后续地质调查、形变监测以及自然灾害预警与防治提供有力的数据支撑。

关键词： Sentinel-1 D-InSAR SBAS-InSAR 鲜水河断裂带地表形变

重庆地区地表形变D-InSAR检测应用研究

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重庆地区地表形变D-InSAR检测应用研究

作者：吕乐婷吉林大学

学位级别：硕士

重庆市是我国四大地质灾害易发地区之一。该市地质灾害发生频繁且种类繁多,已严重威胁了人民群众的生命财产安全,影响并制约着全市经济建设和社会发展。应用合成孔径雷达差分干涉测量技术对重庆地区进行地表沉降的研究和评价,具有重要... 详细信息

重庆市是我国四大地质灾害易发地区之一。该市地质灾害发生频繁且种类繁多,已严重威胁了人民群众的生命财产安全,影响并制约着全市经济建设和社会发展。应用合成孔径雷达差分干涉测量技术对重庆地区进行地表沉降的研究和评价,具有重要的科学意义和实践意义。本文在了解合成孔径雷达干涉测量成像及其原理的基础上,分析了图像配准和相位解缠的主要算法,并结合数据处理平台DORIS详细介绍了三轨差分干涉测量方法。以重庆地区1996年4月7日、1998年7月26日和1998年7月27日的三景ERS1/2 SAR图像为例进行三轨差分干涉测量处理,提取了地表形变。最后结合研究区域1988年和2000/2001年多时相的Landsat TM/ETM+图像,进行综合对比,分析地表形变信息。

关键词：重庆合成孔径雷达三轨差分干涉测量地表形变

时序InSAR技术监测北京市地表形变及其与地下水位变化关系分析

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时序InSAR技术监测北京市地表形变及其与地下水位变化关系分析

作者：何琪中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

地面沉降是我国华北平原主要的区域性环境地质灾害。近年来,随着经济的迅猛发展、人口的快速增长、地下水开采量的急剧增加以及城市和道路工程建设的扩张,使得北京地区地面沉降问题日益严重。然而原有的传统测量方法人力成本较高、监测... 详细信息

地面沉降是我国华北平原主要的区域性环境地质灾害。近年来,随着经济的迅猛发展、人口的快速增长、地下水开采量的急剧增加以及城市和道路工程建设的扩张,使得北京地区地面沉降问题日益严重。然而原有的传统测量方法人力成本较高、监测周期较长,难以进行大范围长时间监测。小基线集合成孔径雷达干涉测量（SBAS-InSAR）技术的发展,极大程度地突破了以上限制,利用少量的图像获取区域地表形变信息,且能够降低时空失相干对干涉结果的影响,近年来被广泛应用于地表沉降监测中。本文使用SBAS-InSAR方法,选用时间跨度为2003年6月18日-2010年6月16日的52景ENVISAT-ASAR数据,得到了北京市地表形变速率及累计沉降时间序列。同时结合研究区24个连续水位监测井数据,使用多通道奇异谱分析的方法,对地表形变及地下水位的季节变化分量进行分离,探究季节变化分量的关系,进而计算弹性骨架储水系数。本文的主要成果如下:（1）根据InSAR形变结果可知,2003-2010年北京市累积形变量地表形变以沉降为主,区域最大沉降速率58.4mm/y,最大沉降量为522mm。沉降较为严重的区域主要出现在北京平原东部,北部次之,中西部主城区地区相对稳定。沉降以多中心漏斗的形式发展,但由于沉降漏斗范围较大,已形成了较为连续的沉降区。（2）利用多通道奇异谱分析方法对地表形变及水位变化的各分量进行分离,结果表明二者均包含明显的周期性变化,存在以一年为周期的季节性变化分量。同时借助蒙特卡罗奇异谱分析的方法排除了信号中大气延迟造成的干扰。（3）通过对地表形变及水位季节性信号相关性的分析,表明二者具有一定相关性,且地表形变表现出相对于地下水位变化明显的滞后性,滞后时间均在一年之内。最后根据地表形变以及水位变化,结合滞后时间计算了弹性骨架储水系数。为北京市沉降防治以及地下水含水层系统的进一步研究提供了一定的支持。

关键词： InSAR 地表形变地下水多通道奇异谱分析季节变化分量

基于长时序InSAR的金属矿山地表形变监测技术研究

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基于长时序InSAR的金属矿山地表形变监测技术研究

作者：李诗雨重庆大学

学位级别：硕士

我国矿产资源十分丰富,矿山大面积开采导致的地表形变问题日益突出。金属矿山的地表结构因高强度的开采遭到破坏,矿区周边生命财产安全受到严重的威胁,因此,长时序监测矿区地表变化至关重要。采用充填法开采的金属矿山地表出现地裂缝或... 详细信息

我国矿产资源十分丰富,矿山大面积开采导致的地表形变问题日益突出。金属矿山的地表结构因高强度的开采遭到破坏,矿区周边生命财产安全受到严重的威胁,因此,长时序监测矿区地表变化至关重要。采用充填法开采的金属矿山地表出现地裂缝或地面沉降,采用无底柱崩落法采矿的金属矿山随时伴有地面塌陷的发生。传统监测难以获得精确、大面积的地表形变监测数据,因此,弥补这些缺点的具有全天时、全天候、敏感度高的InSAR技术逐渐应用于金属矿山地表形变监测。在InSAR技术基础上,又发展了D-InSAR技术、PS-InSAR技术、SBAS-InSAR技术。本文选择Sentinel-1A作为基础数据,选取某铁矿为研究区。首先,基于三种InSAR技术监测研究区的地表形变,探讨适用于金属矿山地表形变监测的InSAR技术,分析不同InSAR技术的区别与适用场景。其次,以研究区GPS监测数据为真值,评估InSAR监测结果的精度,验证InSAR技术监测金属矿山地表形变的可行性与可靠性。最后,基于InSAR监测结果结合自然及人为因素分析地表形变的成因。研究成果如下:(1)基于D-InSAR技术短期监测结果显示,除去矿区中心位置沉降量较大外,大部分区域地表变化较小。基于两种时序InSAR技术监测结果显示,自2017年至2021年矿区中心位置地表沉降,矿区周围生态治理区地表抬升,两种方法监测结果一致。(2)从多方面对两种时序InSAR监测结果对比显示,两种时序InSAR监测地表变化趋势相同,但二者监测结果数值不一致,这与两种技术监测方式有关。PS-InSAR技术监测稳定点的精度高于SBAS-InSAR,但SBAS-InSAR适用于大面积地表监测。(3)利用矿区GPS数据对D-InSAR、PS-InSAR和SBAS-InSAR监测结果进行精度评估。结果显示,三种技术监测结果的中误差均满足精度要求,D-InSAR、PS-InSAR和SBAS-InSAR监测结果与GPS数据分别呈相关、强相关和较强相关。(4)阐明了自然和人为因素与金属矿山地表形变的关联性,获得了降水、开采和充填与地表形变相关关系。本文可为InSAR技术在金属矿山地表形变监测的应用研究提供科学依据,研究成果能为金属矿山地表形变预测预警提供重要技术支撑。

关键词： InSAR 地表形变金属矿山诱发因素

兰州新区地表形变特征及其与土地利用类型的关系研究

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兰州新区地表形变特征及其与土地利用类型的关系研究

作者：陈有东兰州交通大学

学位级别：硕士

地表形变的监测与分析,是掌握形变规律、评估结构健康的重要技术方向。伴随“一带一路”倡议的提出,沿线城市的建设以及可持续发展受到了广泛的关注。作为西北地区的第一个国家级新区,兰州新区是“一带一路”上的重要节点城市。近年来,... 详细信息

地表形变的监测与分析,是掌握形变规律、评估结构健康的重要技术方向。伴随“一带一路”倡议的提出,沿线城市的建设以及可持续发展受到了广泛的关注。作为西北地区的第一个国家级新区,兰州新区是“一带一路”上的重要节点城市。近年来,兰州新区持续进行大规模的建设,城市土地利用发生了很大改变。虽然有学者在建设初期对兰州新区的形变时空特征以及形变机理进行了研究,但随着城市的快速发展,鲜有关于兰州新区形变时空特征的新报道,更加缺乏全面系统的形变机理分析。此外,现有的文献大多集中在应用单一的时序InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)技术提取试验区的形变测量场,少有学者联合多种时序InSAR技术同时结合不同轨道模式的雷达数据获取试验场的形变特征。本文基于2017年3月至2019年10月和2017年3月至2020年3月的Sentinel-1A数据,分别探讨土地利用转移情境下区域尺度与土地未发生显著转移条件下典型区域的形变特征,并进行细致的机理分析。主要研究内容与结论包括:(1)运用SBASInSAR和PSInSAR技术提取了兰州新区的DS和PS点,进而反演获得兰州新区2017年3月至2019年10月的平均形变速率以及时间序列形变量。两种独立的时序InSAR技术获取的时序形变量表现出较高的一致性,证明了实验结果的可靠性。实验结果显示,研究时段期间的兰州新区大部分地表处于稳定状态,主要的形变速率区间处于-10至10 mm/a,西岔镇的形变最为显著。SBASInSAR和PSInSAR技术所得形变结果的最大年形变速率为-52.48 mm/a和-56.35 mm/a。形变显著的区域表现在建筑区和削山造地区等土地类型发生显著转移的区域,沉降区主要集中在填方区。从2017年初至2019年末,兰州新区的地表形变范围不断扩大和加速。土地开发、建筑修建、地质条件以及降水是导致区域严重地表形变最为主要的因素。(2)基于46景升轨和45景降轨Sentinel-1A雷达影像,使用SBASInSAR和PSInSAR技术获取了中川国际机场2017年3月27日至2020年3月23日、2017年3月20日至2020年3月28日的地表形变速率以及时序位移量,并采用内、外部检验的方式对四种监测结果进行了评定。同时结合相干性系数均值、直方图统计、形变速率方差及其标准差,选取最理想的形变结果探讨了土地未显著转移条件下的形变特征,并从人为因素和自然因素分析了中川国际机场地表形变的成因。结果表明,四种形变结果总体较为一致,不同轨道模式数据采用同种时序InSAR技术所得监测点的方差和标准差较为接近,同种轨道模式数据采用不同时序InSAR技术的形变结果略有差异,SBASInSAR相比PSInSAR的监测结果更为稳健。中川国际机场存有零散的沉降区,机场西南角的形变最显著,最大的垂直沉降速率达11 mm/a。中川国际机场的地表形变与道路网、内部扩建等人为因素有关,地层界线与机场内部形变不直接相关,地表沉降区与岩性关联紧密。(3)利用两幅高分一号卫星影像并使用随机森林算法,获取了兰州新区2017年3月26日以及2019年10月29日的土地利用分类结果,联合此前由SBASInSAR技术获取的兰州新区2017年3月20日至2019年10月24日地表形变速率进行叠加分析。结果显示,研究时段期间,不同土地利用类型对应的沉降量不同,裸地和建筑用地最大,其沉降量最大值分别能达到23 mm和10 mm;耕地和草地次之;林地和水体最小,并且沉降起伏显著。在土地转移的过程中,裸地和建筑用地的迁移与沉降的关联度最高。

关键词：地表形变时序InSAR 土地利用随机森林兰州新区

基于双极化SAR数据的深圳市填海区域地表形变研究

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基于双极化SAR数据的深圳市填海区域地表形变研究

作者：袁方长安大学

学位级别：硕士

以永久散射体(Permanent Scatterer,PS)技术与小基线集(Small Baseline Subsets,SBAS)技术为代表的时间序列InSAR(Synthetic Aperture Radar Interferometry)技术已经在地表形变信息获取方面取得了很大成功。但是在以往的应用中,人们在使用这些技术时往往利用单极化SAR数据或者不加选择的使用多极化SAR数据中的单极化信息进行研究,从而忽略了SAR数据中的极化信息对地表形变提取的影响。随着多极化卫星的陆续升空,未来遥感SAR领域内最有前景的便是探索极化SAR数据中极化信息对地表信息提取结果的影响。为此,本文旨在挖掘数据的极化信息,分析不同极化方式下地表信息获取效果,选取最优极化方式作为数据源进行后续处理,提升了极化SAR数据的利用效率并获取更高精度的地表形变信息。这是将极化SAR数据用于地表形变信息提取的探索性研究,扩展了极化SAR数据的应用范围,该研究也为今后使用更先进的极化SAR数据应用于地表形变信息获取提供启发。本文取得的研究成果如下:1.基于相干性选择出Sentinel-1A双极化SAR数据最优极化方式。利用DInSAR技术处理Sentinel-1A双极化SAR数据,分别获取不同极化方式在同一研究区域的干涉图、差分图以及地表形变提取结果。以相干性为选取标准进行对比分析,研究结果表明VV极化方式相比于VH极化方式而言干涉条纹更清晰更明显,VV极化方式SAR影像的相干性更高。VV极化方式峰值对应的相干性系数整体上比VH极化方式峰值对应的相干性系数高0.02,前者相干性在0.4以上的像素占比较后者高出5.9%;相干性在0.6以上的像素占比较后者高出5.6%;相干性在0.8以上的像素占比后者高出2.3%。结论得出使用VV极化方式数据在本研究区域地表形变提取方面优于VH极化方式数据。2.基于PSInSAR技术获取深圳市填海区2015-2018年间形变范围、形变特征、平均沉降速率和时间序列形变量。利用PSInSAR技术对覆盖深圳市主要填海区域包括宝安区、福田区跟南山区的21景Sentinel-1A双极化SAR的VV极化方式数据进行处理,获取其2015年至2018年间地表形变速率,分析了重点形变区域的时序形变特征,并且结合SBAS技术提取的地表形变信息结果,从形变速率场的空间分布跟时间序列地表形变量两个方面进行对比验证。成功地获取该地区的形变范围、形变特征、平均沉降速率和时间序列形变量等可靠结果。3.对造成深圳市填海区地表形变的具体原因进行分析。结合三个区域自身的地质水文条件与当地的政治经济因素分析不同区域地表形变特征对应的具体原因。研究结果表明:宝安区地表形变的原因包括工程降水导致的地下水水位下降,高大建筑物集群以及填海区域软土的主次固结沉降;南山区地面部分区域抬升是由于前海地区人工填土(石)特殊的地质因素,使得该地区地下水水位与大气补给和周边海水水力相联系,地下水水位抬高可能是引发该地区地面抬升的主要原因;福田区呈现的地表下沉则是与近些年深圳市大量的城市更新与旧城改造工程密切相关,大规模市政工程施工不仅对其自身地面标高产生变化,也影响着周围的建筑物。大规模城市更新活动也同样影响着宝安区与南山区。

关键词：填海区地表形变 PSInSAR 极化SAR

基于InSAR技术的长宁地区地表形变监测研究

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基于InSAR技术的长宁地区地表形变监测研究

作者：李世云成都理工大学

学位级别：硕士

地表形变一直是引发次生地质灾害的直接原因之一,给人类生命与财产安全带来了巨大的威胁。地震形变作为地表形变的一种类型,由地震引发的地表形变,进而可能引发如滑坡、坍塌、危岩体脱落等次生地质灾害,因此,进行有效的地表形变监测尤... 详细信息

地表形变一直是引发次生地质灾害的直接原因之一,给人类生命与财产安全带来了巨大的威胁。地震形变作为地表形变的一种类型,由地震引发的地表形变,进而可能引发如滑坡、坍塌、危岩体脱落等次生地质灾害,因此,进行有效的地表形变监测尤为重要。InSAR技术作为新型地表形变监测手段之一,以高覆盖率、高精度、全天候的观测优势被广泛应用于地表形变监测。基于InSAR技术发展起来的D-InSAR技术是利用同一研究区不同时相的两幅或多幅SAR影像来提取形变信息,并将监测精度提升到毫米级。但D-InSAR也会受到大气延迟和时空失相干的影响,而小基线集(SBAS)技术能在D-InSAR的基础上获取研究区的长时序形变速率信息,且能很好地克服大气延迟和时空失相干的影响,被广泛应用于长时序的地表形变监测。2019年6月17日在长宁县双河镇(28.34°N,104.90°E)附近发生了M6.0级地震,本文以“6.17”长宁地震形变区域为研究区,以2018年10月24日至2019年7月27日的23景Sentinel-1A升轨数据为支撑分别进行D-InSAR和SBAS技术处理,获取研究区的形变信息,并以Okada位错模型为基础模拟反演地震同震形变特征。本文主要工作内容与研究成果总结如下:(1)基于InSAR技术,重点研究D-InSAR和SBAS在地表形变监测方面的应用,根据研究内容收集实验所需的Sentinel-1A数据、DEM数据、精密轨道数据,并对Sentinel-1A数据进行预处理和对研究区进行可视性分析。(2)采用D-InSAR技术分别对研究区VV极化和VH极化的两对影像进行差分干涉处理,获取差分干涉形变图,根据差分干涉生成的条纹图、解缠图等对长宁地震形变场进行对比分析。结果显示,通过VV极化方式的数据获取到的形变场更能有效反映地震形变区域及形变量。(3)基于D-InSAR分析结果,选取20181024～20190727间的23景VV极化Sentinel-1A升轨数据并采用SBAS方法进行处理,获取长宁地震形变场的长时序地表形变速率和累积形变量图,对其进行分析得出,研究区形变速率特征与D-InSAR监测到的形变趋势一致,明显形变日期为地震之后。(4)通过对D-InSAR获取的形变场进行降采样处理,结合Okada位错模型非线性反演地震形变区的发震断层几何参数,线性模拟反演地震形变场。结果显示,模拟得到的形变场形变区域明显,断层特征显著,反演得到地震矩为9.09×10Nm,震级M6.0级与国家地震测量中心一致。(5)研究结果表明,VV极化数据更适合长宁地震形变区域形变信息的提取,D-InSAR技术和SBAS技术结合能在时间和空间上反映地表形变特征,利用Okada位错模型模拟反演形变场能更加直观反映形变区域及断层分布。

关键词： D-InSAR SBAS Okada 长宁县地表形变