【摘要】：差分合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量(D-InSAR,Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar)技術(shù)以其高達(dá)厘米乃至毫米級(jí)的監(jiān)測(cè)精度,從眾多對(duì)地觀測(cè)手段中脫穎而出。但是常規(guī)的D-InSAR技術(shù)基于不同時(shí)間覆蓋同一測(cè)區(qū)的兩幅雷達(dá)影像進(jìn)行緩慢形變監(jiān)測(cè)時(shí),由于兩次數(shù)據(jù)獲取時(shí)間不同且平臺(tái)在空間上無法完全重合以及目標(biāo)的散射特性不同等因素導(dǎo)致失相干,造成后續(xù)的相位解纏及實(shí)際應(yīng)用十分困難,因此其在監(jiān)測(cè)長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)地表緩慢形變中受到了限制。在地表形變反演時(shí)為了極大限度克服失相干和大氣延遲相位對(duì)監(jiān)測(cè)精度的影響,時(shí)間序列的InSAR技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。其以長(zhǎng)時(shí)間序列散射特性穩(wěn)定的點(diǎn)為研究對(duì)象,通過提取并利用這些點(diǎn)目標(biāo)的相位信息反演得到地面沉降情況。時(shí)序InSAR方法監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害已取得了豐富的研究成果,在太原、北京、大同、及黃河三角洲等地區(qū)得到與實(shí)測(cè)沉降趨勢(shì)相符的高精度形變結(jié)果,進(jìn)一步證實(shí)了其在地面沉降監(jiān)測(cè)應(yīng)用方面的的潛力。地面沉降是目前我國(guó)所面臨的嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害之一,沉降監(jiān)測(cè)是有效監(jiān)管地面沉降不不可或缺的環(huán)節(jié)。如何及時(shí)詳細(xì)地了解地面沉降時(shí)空演化特征,研究分析地面沉降機(jī)理是首要的任務(wù)。本文在介紹時(shí)間序列技術(shù)的原理及具體流程的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探討時(shí)序InSAR中的關(guān)鍵技術(shù),并基于此技術(shù)獲取了高精度的地面沉降信息。本文主要的研究?jī)?nèi)容和取得的成果可概括如下:(1)InSAR基本原理簡(jiǎn)介簡(jiǎn)要介紹了 InSAR和D-InSAR技術(shù)的基本原理和技術(shù)流程,在此基礎(chǔ)上分析了影響監(jiān)測(cè)精度的誤差來源。針對(duì)傳統(tǒng)D-InSAR技術(shù)的限制因素,著重闡述了目前幾種應(yīng)用較為廣泛的時(shí)間序列InSAR技術(shù)。(2)呂梁山區(qū)大范圍形變探測(cè)識(shí)別利用覆蓋呂梁山區(qū)的4個(gè)軌道57景哨兵數(shù)據(jù),采用干涉圖堆疊技術(shù)(Stacking)進(jìn)行大范圍地面沉降災(zāi)害早期識(shí)別,成功探測(cè)出多處地面沉降區(qū)域,并結(jié)合研究區(qū)內(nèi)采礦分布圖,定性分析了呂梁山區(qū)地面沉降時(shí)空演化情況。(3)小基線集技術(shù)在交城-清徐地區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)的應(yīng)用針對(duì)山西省交城-清徐地區(qū)開展了 InSAR時(shí)間序列地面形變監(jiān)測(cè),基于小基線集技術(shù)和ALOSPALSAR數(shù)據(jù)獲取了其形變時(shí)間序列結(jié)果,分析了2007-2010年間地面沉降發(fā)育的時(shí)間和空間特征,進(jìn)一步對(duì)地面沉降機(jī)理進(jìn)行分析。并通過對(duì)比同期GPS結(jié)果與監(jiān)測(cè)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)二者具有較高的一致性,證明了監(jiān)測(cè)結(jié)果的有效性和可靠性。(4)短基線干涉點(diǎn)目標(biāo)分析法在地面沉降的研究應(yīng)用結(jié)合小基線集技術(shù)和永久散射體技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),重點(diǎn)研究了干涉點(diǎn)目標(biāo)分析技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)與流程,并借鑒小基線集技術(shù)的思想,實(shí)現(xiàn)二者的融合,即短時(shí)空基線干涉點(diǎn)目標(biāo)分析技術(shù),使用2017.11-2018.10間交城-清徐一帶的哨兵數(shù)據(jù)提取年平均形變速率及形變時(shí)間序列。將獲取結(jié)果與歷史形變信息對(duì)比,分析兩階段地面沉降發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀,為沉降成因與趨勢(shì)分析提供基礎(chǔ)信息。
【圖文】：

26圖 3.1 呂梁山區(qū) 2017.10-2018-03 地面年平均沉降速率及分布根據(jù)呂梁山區(qū)大范圍形變探測(cè)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，相比野外實(shí)地調(diào)查 Stacking 技術(shù)可以快速高效地識(shí)別標(biāo)定出地面沉降災(zāi)害區(qū)域，不僅能夠確定其具體災(zāi)害位置，還可以發(fā)現(xiàn)地面沉降的空間分布特征，，為地面沉降災(zāi)害高精度監(jiān)測(cè)與后續(xù)的災(zāi)害治理奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了 InSAR 技術(shù)在地面沉降等環(huán)境監(jiān)測(cè)中的重要性，而且必將成為國(guó)家礦產(chǎn)資源管理的重要工具與執(zhí)法的重要依據(jù)。

圖 3.2 離柳礦區(qū)沉降地面年平均沉降速率圖 圖 3.3 汾西礦區(qū)地面年平均沉降速率圖3.4 小結(jié)本章簡(jiǎn)單介紹了呂梁山區(qū)的地質(zhì)概況和 Stacking 技術(shù)的基本原理，利用2017.10-2018.03 間的 Sentinel-1A 數(shù)據(jù)獲取了呂梁山區(qū)大范圍地面沉降區(qū)域及其分布情況，并分析了研究區(qū)地面沉降發(fā)展與礦產(chǎn)開采的關(guān)系。說明 Stacking 技術(shù)可以有效應(yīng)用于呂梁山區(qū)地面沉降災(zāi)害監(jiān)測(cè)中，為地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)防治提供技術(shù)支持與保障。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P237;P642.26

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 孫曉涵;彭建兵;;清徐縣地裂縫活動(dòng)與地下水開采定量關(guān)系[J];災(zāi)害學(xué);2015年04期

2 李永生;張景發(fā);李振洪;羅毅;;利用短基線集干涉測(cè)量時(shí)序分析方法監(jiān)測(cè)北京市地面沉降[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2013年11期

3 季靈運(yùn);許建東;趙波;萬園;申歡歡;;利用InSAR技術(shù)研究新疆阿什庫勒火山群現(xiàn)今活動(dòng)性[J];地震地質(zhì);2013年03期

4 俞曉瑩;姜成嶺;張建;李珊珊;;IPTA監(jiān)測(cè)圣佩德羅灣港口地表時(shí)序沉降[J];測(cè)繪科學(xué);2012年06期

5 裴媛媛;廖明生;王寒梅;;利用時(shí)序DInSAR監(jiān)測(cè)填海造陸地區(qū)地表沉降[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2012年09期

6 楊紅磊;彭軍還;張丁軒;李淑慧;;軌道誤差對(duì)InSAR數(shù)據(jù)處理的影響[J];測(cè)繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào);2012年02期

7 廖明生;唐婧;王騰;Timo BALZ;張路;;高分辨率SAR數(shù)據(jù)在三峽庫區(qū)滑坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[J];中國(guó)科學(xué):地球科學(xué);2012年02期

8 許才軍;何平;溫?fù)P茂;;利用PSInSAR研究意大利Etna火山的地表形變[J];武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版);2011年09期

9 吳宏安;張永紅;陳曉勇;Lu Zhong;都潔;孫中惠;孫廣通;;基于小基線DInSAR技術(shù)監(jiān)測(cè)太原市2003～2009年地表形變場(chǎng)[J];地球物理學(xué)報(bào);2011年03期

10 趙超英;張勤;張靜;;山西清徐地裂縫形變的InSAR監(jiān)測(cè)分析[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2011年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 劉媛媛;不同尺度綜合地表形變InSAR時(shí)序監(jiān)測(cè)與機(jī)理分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

2 何平;時(shí)序InSAR的誤差分析及應(yīng)用研究[D];武漢大學(xué);2014年

3 李建星;呂梁山及鄰區(qū)新生代構(gòu)造—沉積演化[D];西北大學(xué);2009年

4 羅小軍;永久散射體雷達(dá)差分干涉理論及在上海地面沉降監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用[D];西南交通大學(xué);2007年

5 陳強(qiáng);基于永久散射體雷達(dá)差分干涉探測(cè)區(qū)域地表形變的研究[D];西南交通大學(xué);2006年

6 湯益先;基于相干目標(biāo)的DInSAR方法及其地表沉降應(yīng)用研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 白澤朝;Sentinel-1A數(shù)據(jù)DInSAR地表形變監(jiān)測(cè)研究與實(shí)踐[D];解放軍信息工程大學(xué);2017年

2 康亞;InSAR技術(shù)在西南山區(qū)滑坡探測(cè)與監(jiān)測(cè)的應(yīng)用[D];長(zhǎng)安大學(xué);2016年

3 林輝;時(shí)序InSAR技術(shù)在常州市地表形變監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究[D];南京大學(xué);2016年

4 劉媛媛;基于多源SAR數(shù)據(jù)的時(shí)間序列InSAR地表形變監(jiān)測(cè)研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

5 孟振江;交城斷裂帶地裂縫發(fā)育特征及成因機(jī)理研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

6 許文斌;利用MERIS水汽數(shù)據(jù)改正InSAR干涉圖中的大氣影響[D];中南大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2671745