本文以深圳公明水庫6個中小型土石壩為試驗區(qū),利用10景1 m分辨率升降軌X波段Terra SAR影像和壩體附近連續(xù)氣象站的降雨量數(shù)據(jù),研究了壩體表面相干性的時序變化與雷達(dá)本地入射角及降雨的關(guān)系。試驗結(jié)果表明,混凝土面板和草坡平均相干性均會隨本地入射角增加而減小,同時,草坡表面平均相干性在有微小降雨的情況下就會快速下降0.1～0.2,差分干涉圖的噪聲增大;混凝土面板對微小的降雨敏感度小,但是在暴雨情況下將導(dǎo)致其表面完全失相干。上述結(jié)果表明,針對中小土石壩坡體變形監(jiān)測應(yīng)當(dāng)顧及壩體的坡度及入射角選擇合適的雷達(dá)成像參數(shù),同時應(yīng)充分利用降雨資料評估干涉圖失相干情況,剔除噪聲數(shù)據(jù)。 

【文章來源】：測繪通報. 2020,(10)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

草坡與混凝土面板平均相干性與降水量關(guān)系

裰謝?舊洗τ誒狀鐫毒嗝媯?淦驕?喔尚遠(yuǎn)?在0．3左右，對降水的影響不敏感，混凝土面板相干性低于0．3的像素，其相位也都難以保持。圖6(b)為升軌干涉圖的平均相干性序列，6個壩體的草坡表面基本處于雷達(dá)遠(yuǎn)距面，平均相干性在0．37左右，混凝土表面基本處于雷達(dá)近距面，平均相干性在0．43左右，由圖可知影像20170616為主影像的相干性存在一個顯著突變，混凝土表面相干性降低0．1，草坡表面也存在微小的減弱，這主要是由于73mm降雨導(dǎo)致的。公明水庫的6個壩體朝向并不一致，根據(jù)式(1)—式(2)計算6個壩面的本地入射角如圖7中的虛線所示。為分析壩面本地入射角與相干性的關(guān)系，選取了沒有受到降雨影響的影像20170526—20170709升軌干涉對和20171128—20171231降軌干涉對，對應(yīng)圖4、圖5中帶邊框的相干圖和干涉圖可知，這兩對影像獲取的3號壩相干性最高，差分干涉相位最平滑連續(xù)。圖7草坡與混凝土面板表面相干性與本地入射角相關(guān)性統(tǒng)計圖7(a)為由升軌干涉對20170526—20170709統(tǒng)計得到的6個壩體草坡表面和混凝土表面的平均相干性結(jié)果。升軌影像中，草坡面為雷達(dá)近距面，本地入射角大多在25°以下，相干性大多保持在0．9上下�；炷撩鏋槔走_(dá)遠(yuǎn)距面，本地入射角大多在45°以上，相干性約為0．35，幾乎不隨入射角的改變發(fā)生變化。圖7(b)為由降軌干涉圖20171128—20171231統(tǒng)計得到的6個壩體草坡表面和混凝土表面的平均相干性結(jié)果。降軌影像中，混凝土面為4測繪通報2020年第10期

2研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)集公明水庫位于深圳市西北部，水庫設(shè)計正常蓄水位59．7m，總庫容1．48億m3，是深圳第一座庫容超億立方米的大型水庫，也是城市供水調(diào)蓄工程的重要組成部分。水庫由從南到北由6座土石壩構(gòu)成，編號為1～6，其中5號壩為折線型大壩，本文將其北部命名為5N號，南部命名為5S號，如圖3所示。圖3公明水庫位置本文收集覆蓋公明水庫的10景TerraSAＲ衛(wèi)星Spotlight模式X波段VV極化影像數(shù)據(jù)，距離向分辨率為0．45m，方位向分辨率為0．86m。其中，5景升軌影像，時間跨度為2017年2月—10月，本地入射角為36．4°;5景降軌影像，時間跨度為2017年6月—12月，本地入射角為39．2°。公明氣象站距公明水庫約5km，分析該站降雨數(shù)據(jù)，有5幅TerraSAＲ數(shù)據(jù)拍攝前24h內(nèi)有降雨發(fā)生，具體數(shù)值如圖4、圖5所示。圖4公明水庫3號壩升軌時序差分干涉圖與相干圖圖5公明水庫3號壩降軌時序差分干涉圖與相干圖3土石壩相干性時序分析結(jié)果3．1單個壩體相干性時序結(jié)果分析以3號壩為例，圖4的上三角陣為升軌時序差分干涉圖序列，可知壩體草坡在半年多存在約2個周期的變形條紋，但是混凝土面板部分由于相干性太低，差分干涉圖的噪聲增大，沒有干涉條紋。圖4下三角陣為相干圖序列并且標(biāo)注垂直基線信息，可知草坡表面相干性整體在0．7左右，混凝土表面的相干性整體偏低。圖4對角線上標(biāo)注了影像拍攝前24h的降雨量觀測結(jié)果，由于影像20170822存在15mm的降雨，導(dǎo)致該影像為主影像獲取的草坡相干性都極低。從時間上來看，經(jīng)過半年時間，草坡的相干性有一個逐漸減弱的趨勢。對角線右下角兩張圖分別為壩體的GoogleEarth衛(wèi)星影像和平均強度圖，可知混凝土面板在升軌影像中為雷達(dá)遠(yuǎn)距面，本地入射角很大，后向散射強度極低，同時其相干性也很低。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3410215