運(yùn)城盆地位于山西省南部地區(qū),受特殊的地質(zhì)地貌環(huán)境以及人為活動(dòng)的綜合影響,該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),地面沉降、地裂縫及斷層活動(dòng)都比較活躍。為了更好地研究運(yùn)城盆地地面沉降和地裂縫的發(fā)展,本文選取了5種不同的傳感器數(shù)據(jù),分別是:Envisat ASAR、ALOS PALSAR、TerraSAR-X、Sentinel及Radarsat-2數(shù)據(jù)。利用時(shí)間序列InSAR技術(shù)(SBAS技術(shù)和StaMPS技術(shù))監(jiān)測(cè)了2007年到2017年運(yùn)城盆地地面沉降及地裂縫發(fā)育情況,并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析。本文的主要研究工作如下:(1)介紹了基于PS-InSAR技術(shù)改進(jìn)的StaMPS算法,及算法中PS點(diǎn)的選取和三維解纏方法等重要步驟。采用了基于振幅離散指數(shù)閾值與干涉相位分析方法初選PS點(diǎn),通過(guò)相位時(shí)空相關(guān)特性對(duì)初選PS點(diǎn)進(jìn)行分析與剔除。其次,基于時(shí)-空濾波方法對(duì)地形誤差、軌道誤差、大氣延遲誤差及空間視角誤差等進(jìn)行評(píng)估與剔除;然后采用三維解纏方法對(duì)干涉相位進(jìn)行解纏,以提高相位信息的真實(shí)性。最后,通過(guò)相位轉(zhuǎn)換獲得地表形變信息。(2)采用StaMPS算法對(duì)運(yùn)城盆地的地面沉降及地裂縫進(jìn)行了監(jiān)測(cè)與分析。選取了2009年2月20日到2010年10月8日間的8景Envisat ASAR數(shù)據(jù),2006年12月22日到2011年1月2日間的21景ALOS PALSAR數(shù)據(jù),2011年10月11日到2015年9月10日間的36景TerraSAR-X數(shù)據(jù),并分別獲取了3個(gè)不同時(shí)間段內(nèi)的地表形變速率圖。通過(guò)對(duì)三種數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果的分析,鹽湖區(qū)柏園一帶和夏縣一帶存在明顯的地表形變,且夏縣地區(qū)地表形變范圍更大,形變量也更為嚴(yán)重。通過(guò)分析特征點(diǎn)的形變時(shí)間序列,發(fā)現(xiàn)該地區(qū)的地表形變前期勻速發(fā)生,后期形變速度出現(xiàn)明顯降低。這種現(xiàn)象可能和當(dāng)?shù)氐叵滤薏捎嘘P(guān)。在地裂縫兩側(cè)提取特征點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行時(shí)間序列分析,獲得地裂縫兩側(cè)的差異性形變,發(fā)現(xiàn)該條地裂縫仍然存在發(fā)育活動(dòng)。(3)為了更好的分析地面形變及地裂縫的形成活動(dòng)機(jī)制,將Envisat ASAR和ALOS PALSAR數(shù)據(jù)獲得的視線向形變速率進(jìn)行二維(垂直向和東西向)分解,得出了地表沉降年速率圖和東西向形變速率圖。利用sill模型對(duì)垂直向形變值及TerraSAR-X數(shù)據(jù)的垂直向形變值分別進(jìn)行反演模擬,通過(guò)多次迭代獲取了最佳參數(shù)。(4)采用SBAS技術(shù)對(duì)運(yùn)城盆地進(jìn)行地表沉降及地裂縫監(jiān)測(cè),選取2016年1月3日到2016年10月17日間的9景Radarsat-2數(shù)據(jù)和2017年3月12日到2018年3月31日間的31景Sentinel景數(shù)據(jù),得出了2016年和2017年這兩個(gè)不同時(shí)間段的地表形變速率。形變嚴(yán)重區(qū)同樣位于柏園及夏縣一帶,且地裂縫仍然處于活動(dòng)中。(5)基于FLAC3D軟件對(duì)抽水活動(dòng)對(duì)地裂縫的影響進(jìn)行了模擬分析。通過(guò)建立地裂縫模型,并建立接觸面來(lái)模擬斷裂的存在,在斷裂上盤設(shè)置抽水井來(lái)模擬實(shí)際抽水活動(dòng)。在模擬抽水過(guò)程中,記錄地裂縫周圍土體的水平位移和垂直位移以及應(yīng)力應(yīng)變的大小,分析了位移及應(yīng)力應(yīng)變發(fā)生變化的原因。最后,通過(guò)在斷裂上盤,距離地裂縫不同的位置分別設(shè)置抽水井,觀察抽水活動(dòng)對(duì)地裂縫的影響。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P237;P642.2
【部分圖文】：

.1 選題背景和意義進(jìn)入 20 世紀(jì)，為了使經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大多數(shù)的工業(yè)活動(dòng)都是以破壞自然環(huán)境為。隨之，各種地質(zhì)災(zāi)害隨之而至，其中以地表形變最為常見(jiàn)，也最為嚴(yán)重，在很大上制約著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至可能造成人員傷亡。地表形變是在自然因素、人為因素他因素綜合作用下，由于區(qū)域壓力引起的表層土體的不均勻沉降，是一種不可逆的災(zāi)害。地震、山體滑坡等突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的危害較大，且不易監(jiān)測(cè)防治。而地面沉市地裂縫及斷層活動(dòng)等緩慢型地表形變一般不會(huì)對(duì)人們的生命安全產(chǎn)生威脅，但是在無(wú)形中產(chǎn)生不可忽視的損失。例如：農(nóng)田等地區(qū)地裂縫的存在，會(huì)影響到植被的與灌溉；城市地面沉降及地裂縫的產(chǎn)生會(huì)造成房屋開裂，地基下沉，影響建筑施工 1.1)。因此，這種緩慢性地質(zhì)災(zāi)害相對(duì)于突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害而言，具有隱蔽性和長(zhǎng)期性易被人忽視，但是對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的損失和對(duì)人們生命安全產(chǎn)生的威脅卻不容忽

長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文土層的結(jié)合力承受不住外界荷載的作用時(shí)，就會(huì)發(fā)生地表形變，在沉降不均至?xí)a(chǎn)生開裂，并以裂縫的宏觀形式表現(xiàn)在地表。目前，地面沉降及地裂縫范圍內(nèi)變得更加頻繁。圖 1.2 為世界范圍內(nèi)各國(guó)的地裂縫分布情況。其中，縫分布最多，尤其在華北區(qū)域，包括京、晉、陜等地，地面沉降及地裂縫災(zāi)。近年來(lái)，在城市或人口密集區(qū)域每年都會(huì)發(fā)生 500 到 1000 起地面沉降和。因此，諸如此類地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)對(duì)自然環(huán)境和建筑構(gòu)造造成了不可估量的損

圖 2.1 SAR 側(cè)視成像示意圖波信號(hào)的過(guò)程中，雷達(dá)天線的運(yùn)動(dòng)使得其接收到的回波信號(hào)的波信號(hào)的瞬時(shí)頻率發(fā)生了變化，這種情況稱為多普勒效應(yīng)。在器對(duì)信號(hào)的多普勒頻移進(jìn)行脈沖壓縮處理，形成了一個(gè)長(zhǎng)度為D R/Ds 覆蓋的地面范圍是 2 ，由式（2.3）知，此時(shí)等效波束角s 表DDRs/2/2s 2.3）和式（2.4）可知，SAR 影像的方位向分辨率aR 表示為：/2aRRDs
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2885773