D-InSAR技术在盘锦地区地面沉降监测中的应用研究

【摘要】地面沉降(Landsubsidence)是由于自然因素和人为因素造成的地表垂直向变形现象。我国很多城市和地区都受到地面沉降的影响。地面沉降直接影响了社会稳定和区域经济的持续发展。合成孔径雷达干涉差分测量(D-InSAR)技术是近几年发展起来的新技术，主要用于地面沉降、山体滑坡、冰川移动、火山活动、地震等地表微小形变的监测。其精度可以达到厘米级。与GPS和水准测量相比，D-InSAR技术具有覆盖范围大、监测成本低、获取数据快、监测难以监测的区域、监测精度高的优势。本文利用合成孔径雷达差分干涉测量(D-InSAR)技术，选取2007-2011年的ALOS-PALSAR数据6幅（景），结合STRMDEM数据，通过影像配准、干涉图滤波、去平地效应、相位解缠、去地形相位和地理编码等技术流程，对盘锦地区的地面沉降开展了研究。盘锦地区存在东郭苇厂（A）、欢喜岭（B）、西八千乡（C）、盘锦市（D）4个地面沉降区。其中东郭苇厂（A）沉降区面积4.22km2，椭圆形沉降区长轴方向为北东—南西向，2007-2011年累计沉降量为-746mm，平均沉降速率为228mm/a；欢喜岭（B）沉降区形态近似圆形，面积0.94km2，2007-2011年累计沉降量为-263mm，平均沉降速率为86mm/a；西八千乡（C）沉降区面积4.38km2，椭圆形沉降区长轴方向为北东—南西向，2007-2011年累计沉降量为-414mm，平均沉降速率为124mm/a；盘锦市（D）沉降区面积较小，多为点状分布，2007-2011年累计沉降量为-70mm，平均沉降速率为23mm/a。通过地面沉降的时间序列分析，东郭苇厂（A）沉降面积有增大的趋势，但沉降速率有放缓的趋势；欢喜岭（B）和西八千乡（C）沉降速率波状起伏并有逐渐变缓趋势，欢喜岭（B）沉降面积逐渐变小，西八千乡（C）沉降面积有增大趋势；盘锦市（D）沉降速率波状起伏。采用枝切树法和最小费用流法对相位图解缠进行了对比研究。第一种差分方法直接对干涉相位解缠，通过最小二乘法确定模拟地形相位的缩放因子，从而改进模拟的地形相位。第二种差分方法不需要对干涉相位（不是差分相位）解缠，即使干涉相位不能成功解缠，也能计算出合理结果。两种不同解缠方法得到的计算结果基本一致。在东郭苇厂（A）、欢喜岭（B）、西八千乡（C）和盘锦市（D）4个沉降区，用枝切树法解缠得到的最大形变量分别为-176mm、-88mm、-99mm和-28mm，用最小费用流方法解缠得到的最大形变量分别为-169mm、-78mm、-105mm和-16mm，最小费用流方法解缠比枝切树法解缠得到的计算结果普遍偏小。枝切树解缠法适合平原地区解缠计算，且解缠速度较快；最小费用流法考虑全局最优，适合山区和平原地区解缠。
【作者】田辉；
【导师】王锡魁；孙岐发；
【作者基本信息】吉林大学，地质工程，2014，硕士
【关键词】地面沉降；合成孔径雷达差分干涉测量；两轨差分；星载雷达；盘锦地区；

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