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时序InSAR技术在常州市地表形变监测中的应用研究

林辉  
【摘要】:地面沉降可以发展为一种严重的地质灾害,能持续对道路、房屋建筑、地下管线等造成破坏。我国已经有许多城市因此而遭受到不同程度的经济损失。常州地区有较长的沉降历史,由地面沉降带来的危害非常严重。因此,对常州地区的地面沉降进行有效地监测非常重要,这不仅可以为常州的城市规划建设提供一定的参考数据,而且还可以为常州市的地面沉降灾害评估和防治提供关键依据。InSAR技术的出现很好的弥补了传统GPS、水准测量等监测手段采样点稀少、观测间隔长的缺点,InSAR技术测量面积大,处理高效、精度高,已经成为监测城市地面沉降的主要手段之一本文对InSAR技术进行了较为详细的理论介绍,利用不同时序InSAR方法以及不同的SAR数据在常州市地面沉降监测中进行了较为深入的应用研究,并结合地下水以及城市变化等数据深入分析了常州市地面沉降的发生原因。主要成果如下:(1)详细阐述了DInSAR、PS-InSAR和SBAS-InSAR的基本原理,并分析了各自的技术优势和存在的问题。(2)采用了覆盖常州地区12景X波段COSMO-SkyMed以及26景L波段ALOS SAR数据,并对这两种数据进行了PS-InSAR和SBAS-InSAR的技术处理,分别得到了常州地区时间序列形变结果。结果表明:常州市沉降区域主要集中在武进区,而主城区(钟楼区、天宁区、戚墅堰区)则出现了轻微的地面回弹现象。(3)利用GPS、水准观测数据,分析了时序InSAR结果的精度,发现时序InSAR结果与GPS、水准观测具有很好的一致性,精度可到毫米级。(4)利用地下水水位以及城市扩展变化数据,分析了常州市地面沉降发生的原因,发现地下水水位持续上升与地面沉降减缓以及地面回弹趋势一致;另外城市快速发展,耗水企业急剧增加,区域地下水过量开采,导致局部地区地面沉降加剧。地下水水位变化仍然是常州市地表形变的主要影响因素。


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