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)。利用時間序列InSAR技術(shù)(SBAS技術(shù)和StaMPS技術(shù))監(jiān)測了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),通過相位時空相關(guān)特性對初選PS點(diǎn)進(jìn)行分析與剔除。其次,基于時-空濾波方法對地形誤差、軌道誤差、大氣延遲誤差及空間視角誤差等進(jìn)行評估與剔除;然后采用三維解纏方法對干涉相位進(jìn)行解纏,以提高相位信息的真實性。最后,通過相位轉(zhuǎn)換獲得地表形變信息。(2)采用StaMPS算法對運(yùn)城盆地的地面沉降及地裂縫進(jìn)行了監(jiān)測與分析。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個不同時間段內(nèi)的地表形變速率圖。通過對三種數(shù)據(jù)監(jiān)測結(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。通過分析特征點(diǎn)的形變時間序列,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)并對其進(jìn)行時間序列分析,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。(3)為了更好的分析地面形變及地裂縫的形成活動機(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,通過多次迭代獲取了最佳參數(shù)。(4)采用SBAS技術(shù)對運(yùn)城盆地進(jìn)行地表沉降及地裂縫監(jiān)測,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年這兩個不同時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中。(5)基于FLAC3D軟件對抽水活動對地裂縫的影響進(jìn)行了模擬分析。通過建立地裂縫模型,并建立接觸面來模擬斷裂的存在,在斷裂上盤設(shè)置抽水井來模擬實際抽水活動。在模擬抽水過程中,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,觀察抽水活動對地裂縫的影響。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：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，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)測防治。而地面沉市地裂縫及斷層活動等緩慢型地表形變一般不會對人們的生命安全產(chǎn)生威脅，但是在無形中產(chǎn)生不可忽視的損失。例如：農(nóng)田等地區(qū)地裂縫的存在，會影響到植被的與灌溉；城市地面沉降及地裂縫的產(chǎn)生會造成房屋開裂，地基下沉，影響建筑施工 1.1)。因此，這種緩慢性地質(zhì)災(zāi)害相對于突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害而言，具有隱蔽性和長期性易被人忽視，但是對經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的損失和對人們生命安全產(chǎn)生的威脅卻不容忽

長安大學(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，就會發(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，在城市或人口密集區(qū)域每年都會發(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的過程中，雷達(dá)天線的運(yùn)動使得其接收到的回波信號的波信號的瞬時頻率發(fā)生了變化，這種情況稱為多普勒效應(yīng)。在器對信號的多普勒頻移進(jìn)行脈沖壓縮處理，形成了一個長度為D R/Ds 覆蓋的地面范圍是 2 ，由式（2.3）知，此時等效波束角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：2885773