星载合成孔径雷达干涉测量在地面沉降中的应用研究

来源 :中国科学院东北地理与农业生态研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LJC21102309
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过量开采地下水而引发的地面沉降已成为世界范围的地质环境问题。由于缺乏观测数据,使得在过去很难准确的定义形变区域的范围、形变幅度以及季节性肜变特征。   随着新型SAR传感器以及InSAR技术的发展,使用星载雷达数据可以以高时、空分辨率获取毫米级到厘米级的地表形变信息。然而信号去相关以及大气各向异性所引起的对流层信号延迟常常导致不能获取有效的干涉测量结果。因此,大部分InSAR在地面沉降中的应用研究主要集中在干旱并且植被稀少的地区。基于传统差分干涉测量技术(D-InSAR)基础上发展起来的永久散射体技术在一定程度上能够克服这些限制。   目前存在的一些永久散射体技术(PS)在非城区很难识别出PS点,如果PS点密度较稀疏、临近PS点的距离太大,可能导致大气延迟差组分超过0.6弧度,不能保证可靠的相位解缠(Colesanti,2003b)。针对这一问题,本义口的之一就是运用全球定位系统(GPS)数据和欧空局MERIS数据建立大气校正模氆,评估SAR两次过境时期的大气延迟相位差,将建立的大气延迟校正模型融入到一个新的PS算法(StamPS(Hopper,2007))中,降低大气水汽对重轨合成孔径雷达干涉测量技术的影响,提高PS算法大区域相位解缠的精度与区域使用性。   在北京地区使用改进PS方法分析、处理了1992~2006年间的ERS1/2、ASAR的雷达数据,在城区识别出的PS点可以达到300个/km2,非城区可以达到40个/km2。通过与传统测量方法获取的形变结果进行了对比,大部分PS点测量精度优于1厘米。通过将PS技术获取的形变信息与多网观测数据结合,揭示了研究区地面沉降的空间分布特征,初步分析了其演化机理。主要进展如下:   1)采用改进的永久散射体技术进行PS点识别与处理;   2)将建立大气延迟改止模型融入PS算法;   3)分析了地而沉降空间分布特征及发展趋势,揭示了一系列新的沉降漏斗;   4)揭示了研究区地而沉降空间分布及范围受断层控制:   5)研究发现100米以内为地面沉降的主要贡献层;   6)地而沉降范围多发生在粘性上厚度大于50米的地段范围内;   7)揭示了潮白河北部地区处于弹性释水形变阶段;   8)结合PS-InSAR时间序列监测结果与常规观测信息反演评估了潮白河冲积扇中上部典型地区的弹性释水系数。
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