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基于PS-InSAR技术的不同类型地表形变观测实验研究

徐小波  
【摘要】:近几年快速发展起来的永久散射体差分干涉测量(Permanent ScatterersInSAR,PS-InSAR)技术很好地克服了常规D-InSAR技术的时空失相干、大气相位等影响因素。PS-InSAR技术只提取雷达图像上具有稳定散射特性的像素点(即PS点)为研究对象,通过差分干涉、相位解缠、相位回归分析来获取这些PS点的形变量及其形变规律。通过这些高相干性PS点的形变情况来分析PS所在区域的形变。 文中较为详尽地介绍了PS-InSAR、D-InSAR技术的原理、相位组成及其各自的技术处理流程。对PS-InSAR、D-InSAR技术国内外的研究现状进行了概述。利用PS-InSAR技术对断裂带地壳微小位移、城市沉降及地质滑坡这三大典型地质灾害进行了监测研究,分别以祁连山海原断裂带、河南省安阳市及陕西省子长滑坡区为研究区进行了研究分析。研究结果如下: a)以位于祁连山海原断裂带北盘的海原县为研究区,利用2003年8月至2009年12月间的21景ENVISAT ASAR数据采用PS-InSAR技术研究海原断裂带地壳微小位移。结果得出位于海原断裂带北盘的海原县位移速率处于-7mm/a~-9mm/a之间,从2003年至2009年,PS点卫星视线向的累积相对位移量达-40mm~-60mm,具有远离卫星运动趋势,即海原断裂带北盘表现出自东向西运动趋势,说明海原断裂带具有左旋走滑特征。研究结果与其他学者利用GPS、传统地质学方法研究海原断裂带的结果有较好的一致性。 b)采用2008年3月至2009年12月间的11景ENVISAT ASAR数据研究分析河南省安阳市的城市沉降。研究区覆盖了安阳市主城区及其西郊的水冶镇地区。结果得出:1)安阳市区内主要有龙安区、殷都区、北关区、文峰区四个区因地下水抽取导致了地表沉降现象,其中文峰区沉降量最大且沉降范围也最广。安阳市沉降速率在-7mm/a~-38mm/a之间,在22个月的时间内发生了最大累计形变为-62mm;2)位于安阳市西郊的水冶镇地区因地下采矿发生了沉降现象,该区域的沉降速率主要集中在-12mm/a~-30mm/a之间,最大累计形变量达-59mm。 c)对于地质滑坡的形变研究,以陕西省子长滑坡区为研究区,采用2009年5月至2010年9月间的13景ENVISAT ASAR数据采用PS-InSAR技术监测研究子长地区的滑坡形变。研究结果得出在子长县周边有黄草湾、董家寺及梁家渠三个区域发生了滑坡形变,并相应的给予了量化分析。


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