雷达遥感地形变动态监测

PSInSAR雷达遥感地形变动态监测

中科遥感科技集团

RR’=R+△RSAR2SAR1B相位干涉求解相位差，进而反算地形及其地表形变信息inSARimage#1:

inSARimage#2:

雷达干涉测量基本原理高精度地表形变监测－InSAR技术应用最为广泛且最能发挥优势的领域－缓慢微小形变与突发形变－大覆盖范围－短周期、连续监测－高精度、低成本主要应用领域地质灾害监测冰川移动城市地下工程火山活动线性工程断层活动地面沉降滑坡活动构、建筑物可供利用的数据源中低分辨率雷达：ERS-1/2系列，ENVISAT，RADARSAT-1/2，ALOS-PALSARCosmoSkymedTerrasar-XRADARSATERSENVISATALOS高分辨率雷达：Cosmo-SkyMed,TerraSAR-X,

Tandem-X

将要发射的卫星:Sentinelsatellitesetc.

Tandem-XSentinel主要影响因素-空间分辨率-重复观测周期-雷达波长可供选择的SAR数据

-ENVISATC波段，35天周期，20m分辨率

-RADARSAT，C波段，24天，3m分辨率

-PALSAR,L波段，44天，15分辨率

-COSMO，TerraSAR-X等高分辨率，1，3，16天SAR数据及主要影响因素常规D-InSAR技术

-单时相差分干涉处理获取地表形变信息-主要用于突发形地表形变，如地震形变场分析监测等。时序分析方法

-利用多基线，尤其是短基线干涉像对序列，增大单一差分干涉纹图可获取形变信息的时间跨度，提高时间采样率-可降低大气效应对形变信号的影响，有效地测量非线性形变永久散射体技术PSInSAR

-对永久散射体的干涉相位进行时间序列分析，根据各相位分量的时空特征，估算大气波动，DEM误差以及噪声等，将其从差分干涉相位中逐个分离-估计每个PS的线性和非线形形变速率、大气相位以及DEM误差。角反射器InSAR

-人工目标网络，形变体上不存在或存在较少相干目标的情况-山体滑坡监测等，空间监测范围较小，形变体变形幅度较小。主要的InSAR技术PSInSAR处理过程SARImages主影像选择SAR数据精配准DEM数据地理编码差分干涉处理PS候选点识别离散点相位解缠大气相位估计干涉相位时序分析地表形变场信息提取强图图非相干平均Rocca，2005各类地表形变数据要求和InSAR方法地球物理现象平面尺度（km）形变强度（mm）覆盖范围（km）获取周期（天）分辨率数据处理方法结果类型活火山隆起或下沉<20<550-10010-503-30PSI速率、累积变形火山爆发<20>5030-1001-113-30D-InSAR相对变形量地震形变（震中）5-100>5030-4001-443-100D-InSAR相对变形量地震形变（震前、后）5-100<550-4001-443-30PSInSAR速率、累积变形地壳断层运动>20<550-1001-443-30PSInSAR速率、累积变形冰川流动1-50020/月50-1001-243-30D-InSAR相对变形量地面沉降0.5-201-20/年30-1001-441-30PSInSAR速率、累积变形矿区塌陷0.1-101-100/天30-1001-241-30D-InSAR相对变形量山体滑坡（前兆）1-201-5<1001-241-30PSInSAR速率、累积变形山体滑坡（爆发）1-20>1000<1001-243-30D-InSAR相对变形量城市地表形变Averagesubsidencerate

地面沉降时间序列河北廊坊市地面沉降场连续监测河北廊坊城市地表沉降监测LinearVelocity德州市城市地面沉降监测周期性非线性地面沉降德州市德城区主沉降中心德州漏斗区深层地下水水头动态变化曲线平均下降2m/aInSAR,March,2011,AGRS,DaqingGe012cm/y城市地裂缝InSAR探测地裂缝两侧差异沉降西安市在建和规划建设地铁地铁2号线沿线地面沉降及地裂缝地铁13号线地面沉降来广营沉降区区域性地面沉降华北平原地面沉降区京津地区、河北平原、鲁北及黄河三角洲地区（约20万平方公里）；长江三角洲地面沉降区上海、苏锡常地区、扬泰通地区、杭嘉湖地区（约10万平方公里）；汾渭谷地地面沉降及地裂缝区西安、太原、大同、榆次等地区（约6万平方公里）；区域性地面沉降监测300km多轨道/长条带InSAR成果集成华北平原北京-天津-河北地区北京Track-218Track-447Track-175200km天津图例（mm/a）嘉兴地区地面沉降利用雷达影像检测到舟曲滑坡坡面移动大型线性工程沿线地表形变InSAR监测及工程应用京津高速铁路线路Track-218与Track-447集成3.京津高速铁路全线地面沉降监测京津高铁沿线地面沉降速率（2007.1－2009.6）主要沉降漏斗中心累积沉降量InSAR,March,2011,AGRS,DaqingGe沪杭高铁沿线地面沉降同蒲铁路太原－孝义段地面沉降（2008.2－2010.5）Track-75InSAR,March,2011,AGRS,DaqingGe图例（mm/a）运输管线监测工矿区地表形变InSAR监测及工程应用矿山开采沉陷我国原煤生产的70%来自地下开采，上百个矿业城市受到开采沉陷的影响时域上非线性特征影响范围较小沉降场梯度大沉降与变形同时发生开采沉陷特点地面塌陷道路损坏马家沟矿东欢坨矿唐山矿吕家坨矿钱家营矿范各庄矿荆各庄矿林西矿开滦矿区开采沉陷动态监测矿区开采沉陷动态监测—ENVISAT数据10cm0-PiPi开滦矿区开采沉陷（左:干涉图，右:沉降图2004年11月21日-2005年3月6日）041121-041226041121-050130041121-050306041226-050306矿区动态监测—RADARSAT高分数据唐山市区唐山矿荆各庄矿范各庄矿东欢坨矿

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