insar监测报告8篇

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insar监测报告8篇insar监测报告　工程地质学报　JournalofEngineeringGeologyISSN1004-9665,CN11-3249/P　《工程地质学报下面是小编为大家整理的insar监测报告8篇,供大家参考。

insar监测报告8篇

篇一：insar监测报告

地质学报

　Journal of Engineering Geology ISSN 1004-9665,CN 11-3249/P

　《工程地质学报》网络首发论文

　题目：

　佛山地铁塌陷 InSAR 时序监测及机理分析作者：

　张严，朱武，赵超英，韩炳权 DOI：

　10.13544/j.cnki.jeg.2019-557 收稿日期：

　2019-12-24 网络首发日期：

　2020-06-03 引用格式：

　张严，朱武，赵超英，韩炳权．佛山地铁塌陷 InSAR 时序监测及机理分析．工程地质学报. https://doi.org/10.13544/j.cnki.jeg.2019-557

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　出版确认：纸质期刊编辑部通过与《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司签约，在《中国学术期刊（网络版）》出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版，以单篇或整期出版形式，在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为《中国学术期刊（网络版）》是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物（ISSN 2096-4188，CN 11-6037/Z），所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。

　* 收稿日期：201912-24；修回日期：

　：2020-04-21 第一作者简介：张严(1994–)，女，硕士生，主要从事 InSAR 方面的科研工作. E-mail：1798138099@qq.com 通讯作者简介：朱武（1982-），男，博士，副教授，博士生导师，主要从事 InSAR 方面的科研和教学工.E-mail：48801911@qq.com

　佛山地铁塌陷 InSAR 时序监测及机理分析

　张严① ，朱武 ①② ，赵超英 ①② ，韩炳权 ①

　（① 长安大学，地质工程与测绘学院，西安 710054，中国）

　（② 地理信息工程国家重点实验室，西安 710054，中国）

　摘

　要

　2018 年 2 月 7 日，位于广东省佛山市禅城区的地铁 2 号线在盾构施工中发生塌陷事故，造成 11 人死亡、1 人失踪、8 人受伤，直接经济损失超过 5000 万元。为深入分析此次事故成因，本文基于自 2017-03 到 2019-01 期间的 56 景 Sentinel-1A 数据，利用 SBAS-InSAR 技术获取了研究区的时空形变信息。结果发现塌陷区及其附近区域在监测期间存在持续的地面沉降，形变速率达到 30mm/a 以上。通过对事发地的实地调查和形变特征分析，并结合当地地质资料推测了塌陷形成的机理：供水管道下方的软土存在不均匀沉降，使水管产生裂缝导致管道内水外渗，进而致使还未达到胶装凝固点的管片产生裂缝，最终引起隧道和地面坍塌。研究结果可以为今后盾构施工中塌陷的监测和预警工作提供理论依据。

　关键词地面塌陷；InSAR 技术；形变监测；机理分析；佛山中图分类号：P236

　文献标识码：A

　doi:10.13544/j.cnki.jeg.2019-557.

　MONITORING AND INVERSION OF FOSHAN METRO COLLAPSE WITH MULTI-TEMPORAL INSAR ZHANG Yan① , ZHU Wu ①② , ZHAO Chaoying ①② , HAN Bingquan ①

　(① School of Geological Engineering and Geomatics, Chang’an University, Xi’an 710054, China）

　(② State Key Laboratory of Geographic Information Engineering, Xi’an 710054, China) Abstract On the evening of February 7, 2018, a deadly ground collapse of a metro tunnel under construction occurred in Foshan, Guangdong Province, China. The accident caused 11 deaths, 8 injuries, 1 missing person, and direct economic loss of more than 50 million yuan. In order to understand the mechanism of this collapse, it is necessary to monitor the deformation characteristics of the ground before and after the event. Compared with the ground-based observation techniques, synthetic aperture radar (SAR) interferometry technique has demonstrated its potential for monitoring the collapse sinkholes due to the advantages of covering large areas, mapping of high-density spatial and historical ground deformation. Therefore, using the 56 Sentinel-1A spanning from 2017-03 to 2019-01, we obtained the spatial-temporal deformation information of the study area by using Small Baseline Subset SAR Interferometry (SBAS-InSAR) techniques. It was found that continuous ground subsidence occurred in the collapse area and its adjacent areas, and the deformation rate reached more than 30mm/a, while areas far away from the sinkhole was mostly stable. In order to further verify the reliability of the deformation and analyze the connection between the land subsidence and the collapse, we made a field survey and a detailed analysis of the deformation characteristics near the collapse area, and found uneven ground subsidence in the sinkhole and its adjacent areas. The maximum subsidence at the collapse site was nearly 37mm over the past year of collapse accident. What"s more, accelerated subsidence appeared one month before the collapse accident, which was related to the metro construction disturbance. Meanwhile, based on the local geological data and accident investigation report, it was considered that the collapse accident was caused by the water supply pipeline damage and the poor engineering geological environment at the accident site. In the end, we reasonably deduced the mechanism of collapse formation: due to the uneven settlement of the mucky soil under the water supply pipeline, the distribution of bearing capacity of mucky soil to the water supply pipeline was also uneven. The water leakage in the pipeline saturated the stratum, weakened the mechanical properties of the mucky soil layer, and the Metro construction disturbance increased the deformation of the saturated soil layer and pipeline leakage, and the water penetrated down to the fine sand layer below the shield machine tail. With the increase of water content, the bearing capacity of the fine sand layer was reduced, which led to the subsidence of the shield machine tail and the cracks in the pipe segments that had not reached the freezing point, and the shield machine tail was permeable with water and sand. But the builders failed to plug the leak, and the flooding became more severe. The sand layer under the shield machine quickly drained away, resulting in the downward displacement and deformation of the shield machine. After the tunnel structure was damaged, a huge amount of sediment suddenly poured into the tunnel, and caused a rapid 网络首发时间：2020-06-03 13:21:47网络首发地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3249.P.20200603.1121.011.html

　impact of air waves in the limited space of the tunnel, which eventually led to the tunnel and the ground collapse. The results can provide theoretical basis for the collapse monitoring and early warning of shield tunneling in the future. Key words Ground collapse; InSAR; Deformation monitoring; Mechanism analysis; Foshan

　引

　言地面塌陷是指在人为因素或者自然因素的作用下，地表岩、土体向下陷落，并形成塌陷坑或塌陷洞的地质现象(王明伟等，2008)。地面塌陷形成的前提是地表下空洞的存在，而空洞通常是由自然岩溶现象或人类挖掘造成的（Buttrick et al, 2011），当然也存在一些诱发因素，如加载、地震、人为振动等（Nisio et al, 2007；Parise et al, 2012）。地面塌陷是突发性的地质灾害(Gutiérrez et al, 2008)，特别是在城市地区，可能造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。因此，城市地面塌陷的监测和早期预警构成了重要的研究课题。

　在塌陷形成之前，经常会出现地表下沉、裂缝等异常现象，可以利用这一特征来对潜在地面塌陷进行早期预警(Chang et al, 2014)。传统基于离散点的地表形变监测方法，不仅需要耗费大量的人力、物力，而且当监测大范围区域时效率较低(陈永奇等，1988；Galloway et al, 1999)。而近年来发展起来的合成孔径雷达干涉测量(Interferometric Synthetic Aperture Radar, InSAR)技术，由于其具有空间分辨率高、覆盖范围大、全天时、全天候等优点（Bamler et al, 1998；兰恒星等，2019），被广泛用于监测地面塌陷前的信号特征（Baer et al, 2002；Closson et al, 2003；Closson et al, 2005；Vaccari et al, 2013；Nof et al, 2013；Jones et al, 2014；Jones et al, 2015；Kim et al, 2016），特别是在城市地区，具有成本低、效益高和较强的可行性(Intrieri et al, 2015；Theron et al, 2016)。

　针对 2018 年 2 月 7 日发生的佛山市地铁 2 号线塌陷事故，Alex 等（2018）利用 PSI(Persistent Scatterer InSAR)技术对覆盖广州和佛山地区 2011-05 至 2017-01 期间的 COSMO-SkyMed 数据进行处理，监测了该地区相应时间段的地表变化，并对塌陷的形成原因进行了分析。刘琦等（2019）利用 PS-InSAR 技术对覆盖佛山市 2015-06 至 2018-09 期间的 Sentinel-1 数据进行处理，获得了研究区相应时间段内的地表形变结果，发现事故段地铁沿线有明显的形变信息，并猜测该路段地面沉降的重要原因是地铁施工。前人在对地面沉降和地面塌陷形成的原因进行分析时，均未结合当地地质资料、事故调查报告等重要资料。

　本文将整个禅城区作为研究区，搜集了自 2017-03 到 2019-01 期间的 56 景 Sentinel-1A 数据，首先利用SBAS-InSAR(Small Baseline Subset InSAR)技术获取了塌陷前、后期地表形变的时空演化规律。其次，为了验证形变监测结果的可靠性、进一步分析地面塌陷与地面沉降的关系，对塌陷坑附近区域进行了实地调研，并对塌陷坑附近的形变特征进行了详细分析，最后，结合搜集到的事发地地质资料、事故调查报告等，合理地推测了塌陷形成的机理。

　1 研究区概况 1.1

　禅城区基本概况禅城区是广东省佛山市的五个行政辖区之一，也是其政治、经济、文化中心，与广州市、深圳市等城市相邻。

　（1）地理位置：禅城区位于东经 113°00′41″~113°05′40″，北纬 22°35′01″~23°02′24″，地处珠江三角洲的腹地，在广州市的西南部，佛山市的中部。南北向长约 15km，东西向宽约 19km，面积约为 154km²，如图 1 中蓝色框所示，红色五角星即为塌陷坑所在位置。

　图 1 研究区及 Sentinel-1A 数据覆盖范围示意图 Fig. 1 Schematic diagram of the research area and Sentinel-1A data coverage area （2）地质概况：禅城区的地质属于第四系地层，主要为粘土和其他各种粒径的沙层，厚度约从 5m 至40m 不等，具有自东向西递增的趋势，东平水道以西的地区第四系较厚，是禅城区第四系的主要沉积区（易守勇等，2017）。图 2 为禅城区第四系沉积物等厚线图。

　图 2 禅城区第四系沉积物等厚线图（改自易守勇等，2007）

　Fig. 2 Isopach map of Quaternary sediment in Chancheng district 禅城区是地势平坦的冲积平原，大多区域海拔在 1.3m 和 4.6m 之间。地貌类型单一，主要为堆积地貌，属于三角洲平原，大部分地表覆盖着厚约 15～25m 的松散沉积物。禅城区的软土层天然孔隙比大且含水量高，具有高压缩性、低凝聚力和小固结系数的特点，所以在人类活动的影响下，地表很容易发生形变，由此会带来各种安全隐患。禅城区软土厚度等厚线图如图 3 所示，可看出软土厚度的空间分布与第四系沉积物（图 2）基本呈正相关。

　图 3 禅城区软土分布等厚线图（改自易守勇等，2007）

　Fig. 3 Isopach map of soft soil distribution in Chancheng district 1.2

　塌陷事故基本概况 2018 年 2 月 7 日，位于佛山市禅城区湖涌站至绿岛湖站的地铁 2 号线右线工地在盾构中突发透水，导致施工隧道和地面发生坍塌(张爱军等，2018)。图 4 为塌陷现场照片，地面坍塌范围东西向约 65m，南北向约 81m，深度约 6m 至 8m，地面塌方面积约 41922m ，坍塌体方量接近 2.5 万3m 。

　图 4 塌陷事故现场图（改自张爱军等，2018）

　Fig. 4 Map of collapse accident site 事故...

篇二：insar监测报告

3卷第9期2019年9月北京测绘Beijing Surveying and MappingV01．33 No．9September 2019引文格式：陈志轩，夏元平．基于InSAR技术的南昌市地铁沿线地面沉降监测与分析EJ]．北京测绘，2019，33(9)：1057—1062DOI：10．19580／j．cnki．1007—3000．2019．09．015基于InSAR技术的南昌市地铁沿线地面沉降监测与分析陈志轩夏元平(东华理工大学测绘工程学院，江西南昌330013)[摘要]地铁的建设与营运会产生沿线的长期持续形变，从而引发地面沉降。本文以南昌市运营中的1、2号线以及在建地铁沿线为研究对象。基于研究区内的26景Sentinel一1A数据和DEM数据，采用了小基线集(Small Baseline Subset，SBAs)时间序列技术，获取了研究区内地表的形变速率与累计形变量。实验结果表明，地铁沿线范围内整体呈现沉降趋势，沉降速率在一2 mm／year～一17 mm／year之间，局部区域出现地面抬升情况，累计抬升65．53 mm。通过分析时序结果变化以及沉降发生的地理空间分布，推断地铁高速运行产生的地面载荷是地面沉降发生的主要因素。[关键词] 小基线集；时间序列；地面沉降；地面载荷[中图分类号]P236 [文献标识码]A [文章编号]1007—3000(2019)09—1057—60引言城市地面沉降灾害与其他的地质灾害不同，它具有时间跨度相对较长，物理变化较缓慢，人的肉眼无法直接观测的特性。如若忽视地面沉降的持续发展，形变加剧甚至会导致城市地下管道破裂，楼层垮塌等严重危害，对社会安全和民生产生重大影响[1]。南昌市地处赣江抚河交汇处，城内有大小湖泊百余处，土层性质较为柔软脆弱。自2013年开始兴建地下轨道交通以减缓交通压力问题，沿线地面形变进一步加剧，在营的1号线沿线已出现了几处不同程度的塌陷状况，2016年5月，八一广场站发生了严重的地面塌陷问题，2018年的4月，在同一地点又发生了二次塌陷，虽然没有造成人员伤亡，但带来的经济损失却不容忽视。面对地质条件复杂、地下水极其丰富，极易出现地下空洞的区域，必须加强形变监测力度和精度口]。传统的沉降监测方法如水准测量、GPS、航空摄影测量，地基雷达等方法[3]，虽然他们都具有比较高的精度，但是在面对测区面积大、沉降点分散、具有不可确定性等特点的监测条件下，难以做到全面获取沉降信息并分析沉降趋势。随后发展的InSAR虽然弥补了监测范围低，空间上不连续的问题，时间相干性上却差强人意。而小基线集(SBAS—InSAR)技术是一种在InSAR技术的基础上扩展而来的时间序列下的形变监测方法，有效地克服了时空失相干以及大气效应的影响，真正做到长时间、高精度、高效率的监测地面沉降[4]。该技术已经大量应用于城市地面沉降监测，2010年季灵运等人应用SBAS技术获取了贡嘎山地区的抬升速率信息[5]，2013年胡争等人对青藏高原冻土季节性形变进行时序监测，所得结果与物理变化规律吻合[6]，2017年张艳梅等人利用SBAS—InSAR技术成功获取了高精度西安市地面沉降变化信息[7]。本文以运营中的地铁1号线、2号线首通段以及在建2号线后通段、3号线为研究对象，利用SBAS—InSAR技术处理2017年至2018年的26景哨兵数据，对实验结果进行分析来了解地铁沿线的沉降变化诱因。[收稿日期]2019--03--08[基金项目] 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJl60538)，流域生态与地理环境监测国家测绘地理信息局重点实验室开放基金(WE2616006)[作者简介]陈志轩(1995一)，男，江西赣州人，硕士在读，从事雷达数据差分干涉测量应用研究。E-mail：1973194813@qq．corn万方数据

　北京测绘第33卷第9期1技术原理SBAS—InSAR技术是在InSAR技术发展起来的基于时间序列的形变监测方法，最先是由Berardino和Lanari等人提出并实现的[8。1⋯。它克服了常规InSAR干涉测量技术因为时间失相干、空间失相干还有大气延迟造成的监测精度误差问题。其基本原理是将单次InSAR得到的形变结果作为观测值，通过最小二乘法获取高精度的时间序列[11。”]。该技术主要包括三个部分；选择主影像并自由组合基线较短的主从影像对；生成不同时间序列的干涉图子集；奇异值分解法进行数据反演，提取形变量。因为它针对的是同一区域的多幅SAR影像生成的干涉图，并对他们的解缠后相位进行最小二乘，削弱了误差对结果的影像，从而使获取地形变结果更加可靠精确。获取同一覆盖区域的N+1景SAR影像，以其中1景作为主影像，选取合适基线的影像数据一一匹配生成差分干涉数据，在生成的M幅干涉图中进行筛选，提出相干性比较差的影像，其中兰县≤M≤丛冬业(1)此时第i幅干涉图的相位信息可以表达为。毋p，(z，，．)≈萼[d(￡M，z，，．)一d(￡s，z，r)]+A△勿?加+△p，”8+△勿A。P8 (2)式中：A为中心波长，M和S分别表示主影像(Master)和从影像(Slave)；d(tM，z，r)和d(ts，z，r)是M和S相对于d(岛，z，r)一0时的雷达视线向累计形变量；AOP是干涉后残余的地形相位；△pr表示影像的噪声误差；△p尸5为大气延迟相位。因为用到了SVD奇异分解结算干涉对解缠结果，所以可以忽略残余地形、噪声和大气延迟的影响，公式化简为：毋p。(z，r)≈警[矗(￡M，z，r)一d(￡s，z，r)](3)A通过相位信息的相互计算可用矩阵表示为黝一AO (4)当M>N时，可以通过最小二乘获得唯一的解，当M≤N时，需要用到奇异值分解以及最小范数求解[1⋯，最后得沏：一8p，1，。u2—1丁¨7fM．J劫：一>：(f^t}1)仇(6)k—tS，j@l干涉相对经过了解缠、滤波、偏移量估计等步骤后使用奇异值分解法计算出形变速率估算值，再通过时间域和空间域滤波，分离出残余相位误差，再次使用SVD方法对各个时间段的速度进行积分以得到不同时间段的累计形变量。2研究区概况及数据源2．1区域概况南昌市地处江西中部偏北，赣江、抚河下游，鄱阳湖西南岸，位于东径115。27 7至116。35 7，北纬28。10 7至29。11 7之间，主要为平原地区，地势呈现西高东低的趋势口“。区域范围内包含极其丰富的水资源，除赣江、抚河外，还有玉带河、锦江河和潦河，城内城外更有上百个大小湖泊，地下水含量高达14．97亿立方米。本文选取研究区为以西湖区为中心，包含南昌城区、新建县、安义县和进贤县等区域，沉降分析的区域主要为在营地铁1号线、2号线首通段、在建2号线后通段、3号线(如图1)。图1 研究区范围及地铁线路图2．2 数据源本实验选择了时问跨度为2017年3月至2018年6月，覆盖同一研究区域的26景Senti—nel一1A数据，该影像数据是IW SLC(干涉宽幅模式的斜距单视复数产品)，工作于C波段，具有5x 20 m2空间分辨率，测绘带宽幅达240 km，并且具有多种极化方式。本文选用的是单极化(VV)极化方式的数据，并通过AUX—POEORB精密轨道星历参数对其进行精密修正，由于1景哨兵数据的数据量太大，所以在处理前进行了数据裁剪。数据信息如表1。其中，最大空间基线为128．147 m，最大时间基线456天。万方数据

　第33卷第9期陈志轩，夏元平．基于InSAR技术的南昌市地铁沿线地面沉降监测与分析表1实验哨兵数据参数获取时间时间基线／d 空间基线／mO56．03283．06129．60642．81826．4067．17750．81843．861—6．6293数据处理3．1获取干涉数据集该方法选择了26景Sentinel一1A数据作为处理基础，为了生成以2017年3月14日影像为主影像的连接图(时间序列分析从该影像开始)，设置临界基线最大百分比为45，时间基线为365天，获取的基线分布连接图。对获取的连接对进行筛选，尽可能地保证相干点在所有影像中具有高相干性(黑色点代表主影像)。由SBAS—InSAR技术原理可以知道，我们需要生成主影像和所有从影像的差分干涉，对生成的干涉图进行去平、滤波等操作，然后对干涉对3D解缠。其中多视视数设置为5：1，解缠相关系数设置为0．25，选择自适应滤波方法。使用自适应滤波方法虽然会增加处理数据难度，但是可以提高数据相干性，避免出现太多的低相干性区域从而降低成图效果。获取的干涉数据集并不完全都是相干性好的干涉对，需要删除几乎没有相干性以及部分相干性较差的干涉对以使得后期获取的形变信息精度达标。3．2形变速率反演及地理编码对差分后的结果进行第二次连接对删减，剔除质量不好的结果，之后使用GCP文件对影像进行轨道精炼和重去平，并加入DEM数据，不合适的DEM数据会对SBAS的结果产生影响，其中以两幅图差分形成的DEM数据效果最差，而SRTM一3数据在居民地和施工场所沉降监测精度更高口⋯，故选用SRTM一3作为地形相位对干涉图进行差分。精炼和重去平后获取的数据我们需要对它进行SBAS的核心处理，估算形变速率和残余地形，设置相关系数阈值为0．25，并再一次进行3D解缠，解缠系数阈值同样设为0．25，完成这一步反演后我们可以获得区域形变速率，对数据进行第二次反演，以生成去除了大气延迟相位误差(大气滤波处理)的地形在时间序列上的位移。通过已有的控制点文件再次精炼，最后进行地理编码，让结果能更好地结合实际地形进行分析判定。4时间序列分析本文选取在营1号线、2号线首通段，在建2号线后通段、3号线沿线区域为研究对象，通过SBAS—InSAR技术进行时间序列分析，获得了沿线范围内的平均沉降结果图，如图2所示，负值代表地面沉降，正值为地面抬升，图形白框选取的1区是沉降最为严重的桃花镇及西湖区区域，沉降区域接近1 3 km2，而该区域正处于3条地铁线路的交汇处。其中1号线滕王阁站至丁公路北站沿线西湖区范围内有大面积沉降形成，沉降面积6．7 km2，平均沉降量达到一11．2 ram／year，最大累计沉降量高达49 mm；在建2、3号线途经的桃花镇平均沉降量13 ram／year，2017年至今累计沉降最大值已有一106．6 mm。2号线首通段沿线除了国博站出现明显地面下沉情况外，沿线局部地区还出现存在了地面抬升的情况，如南昌西站区域、国体站等站点，均存在零星的地面抬升，抬升率在4 ram／year范围内。而在建的3号线，动工相对较晚，本文不加以考虑。图2试验区整体沉降图及局部区域索引图4．1 1号线地面沉降分析从图4中可以看出，1号线沿线包含了整体沉降的大部分区域，我们对沉降区域进行编号。驰弘蟠∞阻¨弘∞∞479136579O1O1O1OO121一一一一一一一一一一3445568889OOOOOOOOOO一一一一一一一一一一777777777711l1111111OOOOOOOOOO2222222222 盟。。。。。。，。。加万方数据

　北京测绘第33卷第9期并对研究区域相干点采样。其中：区域1为西湖区与桃花镇区域、区域2锦江路沿线、区域3货场村区域区域、区域4青山湖区域、区域5瑶湖区。对采样的相干点进行时间序列分析，由图3可以看出西湖区自2017年3月至2018年9月之间，整体呈现地面下沉的趋势，沉降中心平均累计沉降量63．2mm，且2017年9月出现断崖式下降，收集资料获知，该时段处于南昌市老城区改造攻坚阶段，从而造成了相对较大的地面沉降情况。0∞宅一2E制一4爸器弼一6．8趣＆甲201 70513 20170910 201 80120 20180321 20180601 20180901图3 西湖区累计形变图如图4—6，凡是出现了沉降漏斗的区域，其内部相干点基本表现出了整体下沉的趋势，同时能从图表中得知，青山湖区域累计形变29．86 mm，最大形变速率为3．92 ram／year；瑶湖的累计形变为46．027 mm，最大形变速率为一4．496 mm／year2鼍1E O垒一，篡{_3—42017051 3 20170910 20’80120 20180321 20180601 20180901图4青山湖区累计形变图fⅥ胍心蠹蛋20170513 20170910 20180120 20180321 20180601 20180901图5瑶湖区累计形变图锦江路沿线的累计形变较小，为26．22 mm，最大形变速率为3．87 mm／year。综合数据可以看出，1号线沿线区域运营期间均出现了沉降情况，并且自2018年开始，沉降情况进一步加剧，总体出现了线性下降的情况，通过数据比对分析，推论出这一情况的主要因素为多条地铁线路规划兴建的影响，挖掘地下隧道加剧了土体压力，使得地面更为严重。20170513 20170910 20180120 20180321 20180601 20180901图6锦江路累计形变图4．2 2、3号线地面沉降分析2号线分为首通段与后通段，首通段自2017年8月18日开始运营，起始于南昌西站终于辛家庵站，因为部分开通的缘故，使得沿线的沉降情况产生了区块化的差异，如图7所示，沉降区域主要出现在先行开通运营的左半边区域，其中沉降最为严重的区域为万达乐园区域(区域7，图8)，累计沉降量达到65．59 mm，最大沉降速率5．88 ram／year。图7 2号线沿线沉降图而在首通段国体中心区域(图9)虽然在前期同样出现了沉降现象，平均沉降在一2．117 ram／year，但是自2017年8月开始，地表形变转变为地面抬升，总体抬升量达65．53 mm，最大抬升速率高达7．53 mm／year，这一表现与2号线首通段通车时间基本吻合，可推断出，出现形变异常变化的原因是地铁线路的运行以及后通段的建设同步作用，使得相隔不远的两块区域呈现完全相反101234要EE制龄娶磷巨些"¨B●●357棚。降蜘扣p卜叫曲oooHk沁卜扎mm邗州M¨¨乳卜孓卜卜0o‘0母JJ谢汩______口圃口口_____万方数据

　第33卷第9期陈志轩，夏元平．基于InSAR技术的南昌市地铁沿线地面沉降监测与分析的形变方向。而后通段的另外一部分，位于南昌站沿线区域的地表基本保持稳定，亦未出现明显形变漏斗。图8万达乐园累计形变图20170513 20170910 20180123 20180321 20180601 20180901图9 国体中心累计形变图3号线属于尚未建成通车的地铁线路，故而沿线沉降变化主要出现在与2号线交会的东湖区(区域8)以及与1号线交会的西湖区、桃花镇区域，如图5中所示。引起沉降的主要原因也是3条地铁线路共同作用产生的地面荷载超标，由此可以判断，在建中的地铁3号线对地面沉降的发生影响较小。4．3 实验结果定性分析南昌水资源丰富且水域众多的地理条件导致了地铁的建设和运营都容易产生沉降问题，沉降最为严重的西湖区桃花镇等地就包含有赣江、新抚河以及象湖等大型水域，水且陆交界土质多为软土，其性质较不稳定，加上赣江沿岸、朝阳农场区域土壤...

篇三：insar监测报告

书ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ

　工程地质学报

　１００４－９６６５／２０２１／２９（４）-１１６７-１１张严，朱武，赵超英，等．２０２１．佛山地铁塌陷ＩｎＳＡＲ时序监测及机理分析［Ｊ］．工程地质学报，２９（４）：１１６７－１１７７．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１９－５５７ＺｈａｎｇＹａｎ，ＺｈｕＷｕ，ＺｈａｏＣｈａｏｙｉｎｇ，ｅｔａｌ．２０２１．ＭｏｎｉｔｉｎｇａｎｄｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＦｏｓｈａｎｍｅｔｒｏｃｏｌｌａｐｓｅｗｉｔｈｍｕｌｔｉ-ｔｅｍｐｏｒａｌＩｎＳＡＲａｎｄｆｉｅｌｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ，２９（４）：１１６７－１１７７．ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１９－５５７佛山地铁塌陷ＩｎＳＡＲ时序监测及机理分析 *张严 ①

　朱武 ①②

　赵超英 ①②

　韩炳权 ①（①长安大学，地质工程与测绘学院，西安７１００５４，中国）（②地理信息工程国家重点实验室，西安７１００５４，中国）摘要２０１８年２月７日，位于广东省佛山市禅城区的地铁２号线在盾构施工中发生塌陷事故，造成１１人死亡、１人失踪、８人受伤，直接经济损失超过５０００万元。为深入分析此次事故成因，本文基于自２０１７年３月～２０１９年１月期间的５６景Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａ数据，利用ＳＢＡＳ-ＩｎＳＡＲ技术获取了研究区的时空形变信息。结果发现塌陷区及其附近区域在监测期间存在持续的地面沉降，形变速率达到３０ｍｍ·ａ－１以上。通过对事发地的实地调查和形变特征分析，并结合当地地质资料推测了塌陷形成的机理：供水管道下方的软土存在不均匀沉降，使水管产生裂缝导致管道内水外渗，进而致使还未达到胶装凝固点的管片产生裂缝，最终引起隧道和地面坍塌。研究结果可以为今后盾构施工中塌陷的监测和预警工作提供理论依据。关键词地面塌陷；ＩｎＳＡＲ技术；形变监测；机理分析；佛山中图分类号：Ｐ２３６

　文献标识码：Ａ

　ｄｏｉ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１９－５５７ * 收稿日期：２０１９－１２－２４；修回日期：２０２０－０４－２１．基金项目：国家自然科学基金（资助号：４１９４１０１９，４２０７４０４０），国家重点研发计划（资助号：２０２０ＹＦＣ１５１２００１，２０１９ＹＦＣ１５０９８０２）．ＴｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（ＧｒａｎｔＮｏｓ．４１９４１０１９，４２０７４０４０）ａｎｄＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＲ＆ＤＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（ＧｒａｎｔＮｏｓ．２０２０ＹＦＣ１５１２００１，２０１９ＹＦＣ１５０９８０２）．第一作者简介：张严（１９９４－），女，硕士生，主要从事ＩｎＳＡＲ方面的科研工作．Ｅ-ｍａｉｌ：１７９８１３８０９９＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯作者简介：朱武（１９８２－），男，博士，教授，博士生导师，主要从事ＩｎＳＡＲ方面的科研和教学工作．Ｅ-ｍａｉｌ：４８８０１９１１＠ｑｑ．ｃｏｍＭＯＮＩＴＩＮＧＡＮＤＩＮＶＥＲＳＩＯＮＯＦＦＯＳＨＡＮＭＥＴＲＯＣＯＬＬＡＰＳＥＷＩＴＨＭＵＬＴＩ-ＴＥＭＰＯＲＡＬＩＮＳＡＲＡＮＤＦＩＥＬＤＩＮＶＥＳＴＩＧＡＴＩＯＮＺＨＡＮＧＹａｎ ①

　ＺＨＵＷｕ ①②

　ＺＨＡＯＣｈａｏｙｉｎｇ ①②

　ＨＡＮＢｉｎｇｑｕａｎ ①（①ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｃｈａｎｇ"ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ"ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）（②ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｅｏｇｒａｐｈｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ"ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｔｈｅｅｖｅｎｉｎｇｏｆＦｅｂｒｕａｒｙ７，２０１８，ａｄｅａｄｌｙｇｒｏｕｎｄｃｏｌｌａｐｓｅｏｆａｍｅｔｒｏｔｕｎｎｅｌｕｎｄｅｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎＦｏｓｈａｎ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ．Ｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔｃａｕｓｅｄ１１ｄｅａｔｈｓ，８ｉｎｊｕｒｉｅｓ，１ｍｉｓｓｉｎｇｐｅｒｓｏｎ，ａｎｄｄｉｒｅｃｔｅｃｏｎｏｍｉｃｌｏｓｓｏｆｍｏｒｅｔｈａｎ５３ｍｉｌｌｉｏｎｙｕａｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｉｓｃｏｌｌａｐｓｅ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｅｘａｍｉｎｅｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｅｖｅｎｔ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｇｒｏｕｎｄ-ｂａｓｅｄｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ｔｈｅｓｙｎｔｈｅｔｉｃａｐｅｒｔｕｒｅｒａｄａｒ（ＳＡＲ）

　ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｈａｓｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｆｏｒｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｓｉｎｋｈｏｌｅｓｄｕｅｔｏｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｃｏｖｅｒｉｎｇｌａｒｇｅａｒｅａｓ，ｍａｐｐｉｎｇｏｆｈｉｇｈ-ｄｅｎｓｉｔｙｓｐａｔｉａｌａｎｄｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｇｒｏｕｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｕｓｉｎｇｔｈｅ５６Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａｓｐａｎｎｉｎｇｆｒｏｍ２０１７－０３ｔｏ２０１９－０１，ｗｅｏｂｔａｉｎｔｈｅｓｐａｔｉａｌ-ｔｅｍｐｏｒａｌｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｂｙｕｓｉｎｇＳｍａｌｌＢａｓｅｌｉｎｅＳｕｂｓｅｔＳＡＲＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ（ＳＢＡＳ-ＩｎＳＡＲ）ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｇｒｏｕｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅａｒｅａａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａｓ，ａｎｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒａｔｅｒｅａｃｈｅｄｍｏｒｅｔｈａｎ３０ｍｍ·ａ－１，ｗｈｉｌｅ万方数据

　ａｒｅａｓｆａｒａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｓｉｎｋｈｏｌｅｗａｓｍｏｓｔｌｙｓｔａｂｌｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｆｕｒｔｈｅｒｖｅｒｉｆｙｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｌａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｎｄｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅ，ｗｅｃａｒｒｙｏｕｔａｆｉｅｌｄｓｕｒｖｅｙａｎｄａｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｎｅａｒｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅａｒｅａ，ａｎｄｆｉｎｄｕｎｅｖｅｎｇｒｏｕｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｉｎｔｈｅｓｉｎｋｈｏｌｅａｎｄｉｔｓａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａｓ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｔｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｓｉｔｅｗａｓｎｅａｒｌｙ３７ｍｍｏｖｅｒｔｈｅｐａｓｔｙｅａｒｏｆｃｏｌｌａｐｓｅａｃｃｉｄｅｎｔ．Ｗｈａｔ"ｓｍｏｒｅ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅａｐｐｅａｒｅｄｏｎｅｍｏｎｔｈｂｅｆｏｒｅｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅａｃｃｉｄｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｗａｓｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｍｅｔｒｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｏｃａｌｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｄａｔａａｎｄａｃｃｉｄｅｎｔｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｒｅｐｏｒｔ，ｉｔｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅａｃｃｉｄｅｎｔｗａｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｐｉｐｅｌｉｎｅｄａｍａｇｅａｎｄｔｈｅｐｏｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｔｔｈｅａｃｃｉｄｅｎｔｓｉｔｅ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｗｅｒｅａｓｏｎａｂｌｙｄｅｄｕｃｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｃｏｌｌａｐｓｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ｄｕｅｔｏｔｈｅｕｎｅｖｅｎｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｍｕｃｋｙｓｏｉｌｕｎｄｅｒｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｍｕｃｋｙｓｏｉｌｔｏｔｈｅｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｐｉｐｅｌｉｎｅｗａｓａｌｓｏｕｎｅｖｅｎ．Ｔｈｅｗａｔｅｒｌｅａｋａｇｅｉｎｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｓａｔｕｒａｔｅｄｔｈｅｓｔｒａｔｕｍ，ｗｅａｋｅｎｅｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｍｕｃｋｙｓｏｉｌｌａｙｅｒ，ａｎｄｔｈｅＭｅｔｒｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓａｔｕｒａｔｅｄｓｏｉｌｌａｙｅｒａｎｄｐｉｐｅｌｉｎｅｌｅａｋａｇｅ，ａｎｄｔｈｅｗａｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｅｄｄｏｗｎｔｏｔｈｅｆｉｎｅｓａｎｄｌａｙｅｒｂｅｌｏｗｔｈｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｔａｉｌ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｆｉｎｅｓａｎｄｌａｙｅｒｗａｓｒｅｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｌｅｄｔｏｔｈｅｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｏｆｔｈｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｔａｉｌａｎｄｔｈｅｃｒａｃｋｓｉｎｔｈｅｐｉｐｅｓｅｇｍｅｎｔｓｔｈａｔｈａｄｎｏｔｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔ，ａｎｄｔｈｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｔａｉｌｗａｓｐｅｒｍｅａｂｌｅｗｉｔｈｗａｔｅｒａｎｄｓａｎｄ．Ｂｕｔｔｈｅｂｕｉｌｄｅｒｓｆａｉｌｅｄｔｏｐｌｕｇｔｈｅｌｅａｋ，ａｎｄｔｈｅｆｌｏｏｄｉｎｇｂｅｃａｍｅｍｏｒｅｓｅｖｅｒｅ．Ｔｈｅｓａｎｄｌａｙｅｒｕｎｄｅｒｔｈｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅｑｕｉｃｋｌｙｄｒａｉｎｅｄａｗａｙ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｔｈｅｄｏｗｎｗａｒｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｈｉｅｌｄｍａｃｈｉｎｅ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｔｕｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｄａｍａｇｅｄ，ａｈｕｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｓｅｄｉｍｅｎｔｓｕｄｄｅｎｌｙｐｏｕｒｅｄｉｎｔｏｔｈｅｔｕｎｎｅｌ，ａｎｄｃａｕｓｅｄａｒａｐｉｄｉｍｐａｃｔｏｆａｉｒｗａｖｅｓｉｎｔｈｅｌｉｍｉｔｅｄｓｐａｃｅｏｆｔｈｅｔｕｎｎｅｌ，ｗｈｉｃｈｅｖｅｎｔｕａｌｌｙｌｅｄｔｏｔｈｅｔｕｎｎｅｌａｎｄｔｈｅｇｒｏｕｎｄｃｏｌｌａｐｓｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇａｎｄｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｏｆｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＧｒｏｕｎｄｃｏｌｌａｐｓｅ；ＩｎＳＡＲ；Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；Ｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎａｌｙｓｉｓ；Ｆｏｓｈａｎ０引言

　地面塌陷是指在人为因素或者自然因素的作用下，地表岩、土体向下陷落，并形成塌陷坑或塌陷洞的地质现象（王明伟等，２００８）。地面塌陷形成的前提是地表下空洞的存在，而空洞通常是由自然岩溶现象或人类挖掘造成的（Ｂｕｔｔｒｉｃｋｅｔａｌ．，２０１１），当然也存在一些诱发因素，如加载、地震、人为振动等（Ｎｉｓｉｏｅｔａｌ．，２００７；Ｐａｒｉｓｅ，２０１２）。地面塌陷是突发性的地质灾害（Ｇｕｔｉéｒｒｅｚｅｔａｌ．，２００８），特别是在城市地区，可能造成严重的经济损失，甚至危及生命安全。因此，城市地面塌陷的监测和早期预警构成了重要的研究课题。在塌陷形成之前，经常会出现地表下沉、裂缝等异常现象，可以利用这一特征来对潜在地面塌陷进行早期预警（Ｃｈａｎｇｅｔａｌ．，２０１４）。传统基于离散点的地表形变监测方法，不仅需要耗费大量的人力、物力，而且当监测大范围区域时效率较低（陈永奇，１９８８；Ｇａｌｌｏｗａｙｅｔａｌ．，１９９９）。而近年来发展起来的合成孔径雷达干涉测量（ＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ，ＩｎＳＡＲ）技术，由于其具有空间分辨率高、覆盖范围大、全天时、全天候等优点（Ｂａｍｌｅｒｅｔａｌ．，１９９８；兰恒星等，２０１９），被广泛用于监测地面塌陷前的信号特征（Ｂａｅｒｅｔａｌ．，２００２；Ｃｌｏｓｓｏｎｅｔａｌ．，２００３，２００５；Ｎｏｆｅｔａｌ．，２０１３；Ｖａｃｃａｒｉｅｔａｌ．，２０１３；Ｊｏｎｅｓｅｔａｌ．，２０１４，２０１５；Ｋｉｍｅｔａｌ．，２０１６），特别是在城市地区，具有成本低、效益高和较强的可行性（Ｉｎｔｒｉｅｒｉｅｔａｌ．，２０１５；Ｔｈｅｒｏｎｅｔａｌ．，２０１６）。针对２０１８年２月７日发生的佛山市地铁２号线塌陷事故，Ａｌｅｘｅｔａｌ．（２０１８）利用ＰＳＩ（ＰｅｒｓｉｓｔｅｎｔＳｃａｔｔｅｒｅｒＩｎＳＡＲ）技术对覆盖广州和佛山地区２０１１－０５～２０１７－０１期间的ＣＯＳＭＯ-ＳｋｙＭｅｄ数据进行处理，监测了该地区相应时间段的地表变化，并对塌陷的形成原因进行了分析。刘琦等（２０１９）利用ＰＳ-ＩｎＳＡＲ技术对覆盖佛山市２０１５－０６～２０１８－０９期间的Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１数据进行处理，获得了研究区相应时间段内的地表形变结果，发现事故段地铁沿线有明显的形变信息，并猜测该路段地面沉降的重要原因是地铁施工。前人在对地面沉降和地面塌陷形成的原因进行分析时，均未结合当地地质资料、事故调查报告等重要资料。８６１１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报２０２１万方数据

　本文将整个禅城区作为研究区，搜集了２０１７－０３～２０１９－０１期间的５６景Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａ数据，首先利用ＳＢＡＳ-ＩｎＳＡＲ（ＳｍａｌｌＢａｓｅｌｉｎｅＳｕｂｓｅｔＩｎＳＡＲ）技术获取了塌陷前、后期地表形变的时空演化规律。其次，为了验证形变监测结果的可靠性、进一步分析地面塌陷与地面沉降的关系，对塌陷坑附近区域进行了实地调研，并对塌陷坑附近的形变特征进行了详细分析，最后，结合搜集到的事发地地质资料、事故调查报告等，合理地推测了塌陷形成的机理。图１研究区及Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａ数据覆盖范围示意图Ｆｉｇ．１ＳｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｒｅａａｎｄＳｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａｄａｔａｃｏｖｅｒａｇｅａｒｅａ１研究区概况１．１禅城区基本概况

　禅城区是广东省佛山市的５个行政辖区之一，也是其政治、经济、文化中心，与广州市、深圳市等城市相邻。（１）地理位置：禅城区位于东经１１３°００"４１″～１１３°０５"４０″，北纬２２°３５"０１″～２３°０２"２４″，地处珠江三角洲的腹地，在广州市的西南部，佛山市的中部。南北向长约１５ｋｍ，东西向宽约１９ｋｍ，面积约为１５４ｋｍ２，如图１中蓝色框所示，红色五角星即为塌陷坑所在位置（见电子版彩色图片）。（２）地质概况：禅城区的地质属于第四系地层，主要为黏土和其他各种粒径的沙层，厚度约从５ｍ至４０ｍ不等，具有自东向西递增的趋势，东平水道以西的地区第四系较厚，是禅城区第四系的主要沉积区（易守勇等，２０１７）。图２为禅城区第四系沉积物等厚线图。禅城区是地势平坦的冲积平原，大多区域海拔在１．３ｍ和４．６ｍ之间。地貌类型单一，主要为堆积地貌，属于三角洲平原，大部分地表覆盖着厚约１５～２５ｍ的松散沉积物。禅城区的软土层天然孔隙比大且含水量高，具有高压缩性、低黏聚力和小固结系数的特点，所以在人类活动的影响下，地表很容易发生形变，由此会带来各种安全隐患。禅城区软土厚度等厚线图如图３所示，可看出软土厚度的空间分布与第四系沉积物（图２）基本呈正相关。１．２塌陷事故基本概况

　２０１８年２月７日，位于佛山市禅城区湖涌站至绿岛湖站的地铁２号线右线工地在盾构中突发透水，导致施工隧道和地面发生坍塌（张爱军等，２０１８）。图４为塌陷现场照片，地面坍塌范围东西向约６５ｍ，南北向约８１ｍ，深度约６～８ｍ，地面塌方面积约４１９２ｍ２，坍塌体方量接近２．５×１０４ｍ３。事故发生区间呈东西走向，正位于季华西路下面，采用盾构法施工。事故段隧道穿行区域大部分岩土松散，承载力低，自稳定差，总体上工程地质条件很差。事故段隧道底埋深越３０．５ｍ，从上至下分别为人工填土、粉质黏土、淤泥质土、粉砂、粗砂、圆９６１１２９（４）

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　图２禅城区第四系沉积物等厚线图（改自易守勇等，２００７）Ｆｉｇ．２ＩｓｏｐａｃｈｍａｐｏｆＱｕａｔｅｒｎａｒｙｓｅｄｉｍｅｎｔｉｎＣｈａｎｃｈｅｎｇｄｉｓｔｒｉｃｔ图３禅城区软土分布等厚线图（改自易守勇等，２００７）Ｆｉｇ．３ＩｓｏｐａｃｈｍａｐｏｆｓｏｆｔｓｏｉｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎＣｈａｎｃｈｅｎｇｄｉｓｔｒｉｃｔ砾。图５所示为截取的东西向穿过塌陷坑的地质剖面图。２实验数据和方法２．１数据

　本次实验搜集了覆盖研究区２０１７－０３－１２～２０１９－０１－２５期间的５６景升轨Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａ数据，数据覆盖情况如图１中绿色框所示，数据的具体参数如表１所示。外部ＤＥＭ采用的是９０ｍ分辨率的ＴａｎＤＥＭ－ＸＤＥＭ。２．２ＳＢＡＳ-ＩｎＳＡＲ技术

　ＳＢＡＳ-ＩｎＳＡＲ技术是由Ｂｅｒａｒｄｉｎｏ等人在２００２０７１１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报２０２１万方数据

　图４塌陷事故现场图（改自张爱军等，２０１８）Ｆｉｇ．４Ｍａｐｏｆｃｏｌｌａｐｓｅａｃｃｉｄｅｎｔｓｉｔｅ图５地质剖面图（改自易守勇等，２００７）Ｆｉｇ．５Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｅｃｔｉｏｎｍａｐ表１Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａ数据参数Ｔａｂｌｅ１ＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＳｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａ影像获取时间影像数量极化方式升／降轨２０１７-０３-１２～２０１９－０１－２５５６景ＶＨ＋ＶＶ升轨年提出的（Ｂｅｒａｒｄｉｎｏｅｔａｌ．，２００２），通过设置一定的时间、空间基线阈值，获取相对高质量的干涉对，基于解缠后的干涉图获取形变速率和形变时间序列结果。其基本原理为：设第ｊ幅干涉图是ｔＡ和ｔＢ时刻获取的两幅ＳＡＲ影像生成的，则距离向坐标为ｒ、方位向坐标为ｘ的像元的差分相位可以表示为：δφｊ（ｘ，ｒ）＝φ（ｔＢ，ｘ，ｒ）－φ（ｔＡ，ｘ，ｒ）≈δφｄｉｓｐｊ（ｘ，ｒ）＋ δφｔｏｐｏｊ（ｘ，ｒ）＋ δφａｔｍｊ（ｔＢ，ｔＡ，ｘ，ｒ）＋ δφｎｏｉｓｅｊ（ｘ，ｒ），∀ｊ＝１，…Ｍ（１）式中：δφｄｉｓｐｊ（ｘ，ｒ）为视线向形变相位；δφｔｏｐｏｊ（ｘ，ｒ）为残余地形相位；δφａｔｍｊ（ｔＢ，ｔＡ，ｘ，ｒ）为大气延迟相位；δφｎｏｉｓｅｊ（ｘ，ｒ）为噪声相位；Ｍ为干涉图的总个数，设ＳＡＲ影像数为Ｎ＋１，则Ｎ＋１２≤Ｍ≤ Ｎ（Ｎ＋１）２。当不考虑大气延迟、残余地形和噪声影响的理想情况下：

　δφｊ（ｘ，ｒ）≈δφｄｉｓｐｊ（ｘ，ｒ）＝４πλｄ（ｔＢ，ｘ，ｒ）－ｄ（ｔＡ，ｘ，ｒ）

　[ ] ，

　 ∀ｊ＝１，…Ｍ（２）式中：λ为雷达波长；ｄ（ｔＢ，ｘ，ｒ）和ｄ（ｔＡ，ｘ，ｒ）分别为ｔＢ和ｔＡ时刻视线向的累积形变量，式（２）所示线性方程组的矩阵表达式为：Ａφ ＝ δφ（３）式中：Ａ为Ｍ×Ｎ的矩阵，行向量为干涉组合，列向量为ＳＡＲ影像。当小基线子集个数Ｌ＝１时，Ａ为列１７１１２９（４）

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　满秩矩阵，可以通过最小二乘估计累积形变量：φ＾＝（ＡＴＡ）－１ＡＴ δφ （４）当小基线子集个数Ｌ＞１时，方程（４）是秩亏的，秩亏数为Ｎ－Ｌ＋１，可以对Ａ进行奇异值分解，求出累积形变量 φ的最小范数意义下最小二乘解。图６时空基线分布图Ｆｉｇ．６Ｔｅｍｐｏｒａｌａｎｄｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｂａｓｅｌｉｎｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ２．３数据处理关键步骤

　（１）Ｓｅｎｔｉｎｅｌ-１Ａ数据预处理：首先分别读取５６景数据每个子条带的ＳＬＣ数据和创建参数文件，并根据强度图目视判断提取各影像覆盖研究区的公共ｂｕｒｓｔ，然后利用精度在５ｃｍ以内的ＡＵＸ＿ＰＯＥＯＲＢ精密轨道文件对轨道文件进行更新，以提高卫星位置的精度，从而减小干涉图的基线误差。最后利用外部ＤＥＭ辅助影像配准，使配准的精度达到像元大小的千分之一，再对配准的数据进行去斜处理。（２）生成干涉对并差分处理：首先，为了避免严重的失相干现象，我们设定垂直基线阈值为２００ｍ，时间基线阈值为１００ｄ，通过自由组合生成３９６个基于不同主影像的干涉对。然后，将组合得到的干涉对进行干涉处理，并利用采集到的ＴａｎＤＥＭ－ＸＤＥＭ和ＳＡＲ轨道数据，模拟地形相位和平地相位，并将其从原始干涉相位中予以去除。之后考虑到塌陷坑的面积较小，我们对干涉噪声进行小窗口（大小为１６）、小步长（大小为２）的自适应谱滤波处理，在此基础上，我们使用最小费用流（ＭＣＦ）方法得到了解缠后的相位。并从中挑选出了９４个高质量的解缠图，时间基线与垂直基线的关系如图６所示。（３）求取年平均形变速率和形变时间序列：由于在数据处理中，小基线子集个数Ｌ＝１，系数矩阵Ａ为列满秩矩阵，利用最小二乘法进行求解，获得研究区在监测期间的年平均形变速率和形变时间序列。３实验结果

　从年平均形变速率图（图７）可以看出：在监测期间，塌陷坑临近区域有明显的形变，而远离塌陷坑的地铁沿线地带大多比较稳定。由于塌陷形成主要受临近区域的影响，由此将塌陷坑临近区单独提取做进一步分析，如图７中紫色框所示。图８所示为上图中紫色框放大图。由于该区域存在大面积植被覆盖区以及建筑工地，导致影像失相干现象较为严重，使得测量结果缺少大量的测量点。不过可以猜测，大部分沉降区域应为连续的，而且最大沉降量估计比监测到的大很多。在塌陷坑近邻区域选择一个点Ｐ做形变时间序列分析，结果如图９所示。由图９可以看出，Ｐ点在监测期间内存在持续地面沉降，形变基本呈线性变化，形变速率大约３０ｍｍ·ａ－１，从２０１８－０９之后沉降有变缓趋势，塌陷前１ａ时间内累积形变量达到了３５ｍｍ以上，监测２７１１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报２０２１万方数据

　图７年平均形变速率图Ｆｉｇ．７Ａｎｎｕａｌｌａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｒａｔｅｍａｐ图８塌陷坑附近区域年平均速率图Ｆｉｇ．８Ａｎｎｕａｌｌａｎｄｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅｒａｔｅｍａｐｏｆｔｈｅａｒｅａｎｅａｒｔｈｅｃｏｌｌａｐｓｅｐｉｔ的２ａ期间累计沉降量达到了６０ｍｍ以上。而且可以看出，在塌陷前一段时间（２０１７－１２－２５～２０１８－０１－３０），形变速率突然增加，而临近塌陷前几天和塌陷过后几天，形变趋于稳定，再往后形变速率又突然增加。为进一步分析地面沉降与地面塌陷之间的关系，在塌陷前期（２０１７－０３－１２～２０１８－０１－３０）累计形变图上选取东西向穿过塌陷坑的一条剖线ＡＢ（如图８）做形变分析（图１０）。由图可见，塌陷坑及其近邻区域存在不均匀的地面沉降，在不到一年的监测时间内，沉降量最大达到近４０ｍｍ，塌陷坑处沉降量最大达到近３７ｍｍ。４地面沉降原因及塌陷机理分析

　通过对塌陷坑及其附近区域进行实地考察，发３７１１２９（４）

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　图９Ｐ点形变时间序列图Ｆｉｇ．９Ｔｈｅｔｉｍｅ-ｓｅｒｉｅｓｏｆｐｏｉｎｔＰ图１０剖线ＡＢ沿线的沉降量Ｆｉｇ．１０ＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌｏｎｇｌｉｎｅＡＢ现沉降区存在地面裂缝、建筑物破坏等现象（图１１），而非形变区未发现明显地表形变现象，从而证明了监测结果的可靠性。塌陷坑北方大面积区域被植被覆盖且存在建筑施工，从而导致了该区域影像失相干现象较为严重。４．１地面沉降原因分析

　通过调研得知，该地的生活用水和工业用水均来自北江和南江的河水，因此并不存在抽取地下水的情况。通过将年平均形变速率图（图７）和禅城区第四系沉积等厚线图（图２）对比可见，沉降较严重的区域与第四系沉积厚度较大的区域基本一致，但第四系中最容易发生沉降的是软土层，软土的厚度分布与第四系不完全一致，而且沉降会受多种因素的影响，所以具体沉降情况还要结合软土厚度分布（图３）情况综合分析。此外，从Ｐ点的形变时间序列图可见，在塌陷发生前的一段时间（２０１７－１２－２５～２０１８－０１－３０），形变速率突然增加，猜测可能是４７１１ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报２０２１万方数据

　图１１野外实地调查照片Ｆｉｇ．１１Ｆｉｅｌｄｓｕｒｖｅｙｐｈｏｔｏｓ地铁施工扰动导致的。而临近塌陷前几天和塌陷过后几天，形变趋于稳定，考虑到可能是水管泄露导致软土层饱和的原因。２０１８－０９之后沉降变缓，应该是软土层通过多年固结压缩，逐步趋于稳定。总结来说，地面发生不均匀沉降，主要原因是软土厚度的分布不均匀，其次地铁施工扰动也加速了地面沉降。图１２塌陷机理分析示意图（改自易守勇等，２００７）Ｆｉｇ．１２Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｃｏｌｌａｐｓｅｍｅｃｈａｎｉｓｍ４．２塌陷机理分析

　图１２所示为塌陷机理分析示意图，事故发生时，盾构机处于工程地质较差的地带，机身中下部处于中砂和粉砂交界位置，隧洞顶是易压缩的淤泥质土层、隧洞底是软弱的粉砂层。隧道沿线地表下５ｍ左右设有供水管道，管道直径约１ｍ。图中Ａ、Ｂ的位置对应图８中的剖线ＡＢ。事故调查报告指出，佛山隧道塌方的原因为突发透水造成隧道结构破坏（张爱军等，２０１８）。通过查阅文献和现场调查，我们认为事故起因于地面沉降导致供水管道损坏。主要原因如下：首先，大量的研究表明，地面沉降会对地下管道产生破坏（张维然等，２００２；赵常洲等，２００６；贾三满等，２００７；毛小平等，２０１６），禅城区供水管道等基础设施普遍存在老化现象，很容易受到地面沉降的影响；其次，早在２０１８年１月１５日，ＣＢ１１３附近发生过一次小型塌陷事故（ＣＢ１１３地理位置如图８所示），该小型塌陷现场示意图如图１３所示，由于没有造成严重后果而没得到重视，但塌陷原因被鉴定为供水管道破裂。从图１２可以看出，此次塌陷事故所在区域地质环境更为复杂，盾构机顶的淤泥质土属于软土的一种，压缩性高、强度低（秦川等，２０１９），特别是机身中下部砂层的存在，大大增加了出现水管泄漏的情况下发生塌陷事故的风险，也是这里发生大型塌５７１１２９（４）

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　图１３小型塌陷事故现场图Ｆｉｇ．１３Ｍａｐｏｆｍｉｎｏｒｃｏｌｌａｐｓｅａｃｃｉｄｅｎｔｓｉｔｅ陷事故的重要原因。根据已有资料和ＩｎＳＡＲ监测结果，我们合理地推测了此次塌陷事故形成的机理：由于供水管道下方的淤泥质土存在不均匀沉降，从而供水...

篇四：insar监测报告

大学硕士学位论文InSAR监测地表三维形变的研究姓名：胡俊申请学位级别：硕士专业：大地测量学与测量工程指导教师：朱建军;李志伟20080501

　中南大学硕士学位论文摘要摘要合成孔径雷达干涉测量( Syntheti c Aperture Radar Interf erom etry—InSAR) 是近年来新兴的一种空间对地测量技术。该技术具有全天候、大范围、高精度、无接触等特点，迅速成为国内外的研究热点。特别是其中的重复轨道差分干涉测量( Di fferenti al InSAR，D．InSAR) 技术，被广泛用来监测地球表面厘米级甚至毫米级的形变，如地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等。此外，为了避免时间、空间失相关和大气的延迟效应对DInSAR的制约，众多学者还在InSAR的基础上拓展出了永久散射体技术( PSInSAR) 和人工角反射器技术( CRInSAR) 。然而上述的技术往往只能监测地表在雷达视线方向( LO S) 上的一维形变。而在绝大多数的情况下，这种一维形变不能够完全反映地表的真实形交情况，有时候甚至会引起偏差。因此，本文的主要内容就是探讨和研究利用InSAR监测地表在上下、东西、南北方向上的三维形变的方法。首先，本文介绍了InSAR、DInSAR、PSInSAR和CRInSAR技术的基本理论和特点，并着重分析了InSAR测高的敏感性问题和DInSAR监测地表形变的可行性问题。接着，本文介绍了目前国际上比较流行的利用InSAR监测地表三维形变的方法，对它们的可行性、实用性和适用性等做了深入研究和比较分析。然后，本文利用目前国际上最好的SAR数据处理软件之一的G AM M A软件，结合上海和台湾的SAR影像数据，系统的演示了干涉测量、差分干涉测量和地理编码的处理流程，并对GAM M A软件中一些算法和参数的选取做了深入分析。接着，本文研究了融合CRInSAR和Kal m an滤波监测地表三维形变的方法，建立了解算模型，并利用香港地区的SAR数据做了实例分析。最后，本文研究了融合多轨道SAR雷达干涉相位和幅度信息监测地表三维形变的理论和方法，并利用该方法揭示了伊朗Barn地震的三维同震形变位移场，结果相当令人满意。关键词InSAR，--维rf变，CRInSAR，Kal m an滤波，幅度

　中南大学硕士学位论文ABSl l RA( ?rABSTRACTSyntheti cApertureRadar Interferom etry( InSAR) i sanew l y devel opedtechnol ogyw hi ch cal lsurveythe earth’ s surface fromspace．The technol ogyhas theadvantages of al l —w eather, l arge—scal e，hi 曲preci si on，eontactl essness andrapi dl ybecom e the study hotspotal l over thew orl d．Especi al l y, Di fferenti al InSAR( D InSAR)has beenw i del yused todetectsub-centi m eterground deform ati on, such弱earthquake，ground subsi dence，vol canom ovem ent，gl aci erexcursi on and m ountai nl andsl i de．Besi des, i n orderavoi d tem poraltoandspati aldecorrel ati on andatm ospheri c del ay, m anyScatterer( PSInSAR) andCom erRefl ector( Cm nSAR) i nthe base of I nSARschol arshave devel oped thetechnol ogy ofPersi stentH ow ever, above- m enti oned technol ogycanonl ydetect one-di m ensi onal grounddeform ati on i n the Li ne-of-Si ght( LO S) ．M ostdeform ati on can not refl ect the real ground deform ati on．The m ai n contentdi ssertati on i s di scussi ngandstudyi nghowto戳InSAR to detect three-di m ensi onalgrounddeform ati on．．ofti m e，thi sone—di m ensi onalof theFi rst，the theoryand characteri sti c ofInSARD InSAR PSInSAR and CRI nSARare Introduced．Inaddi ti on，the sensi ti vi tyof l nSARandthe feasi bi l i ty of D I nSARareanal yzed．Second，som epopul arground deform ati onm ethodsi n thew orl dofusi ngI nSARdetectthree- di m ensi onalal e i ntroduced．And thefeasi bi l i ty andappl i cabi l i tyof these m ethods are studi ed andcom pared．Thi rd，usi ngG AM M Asoftw are，w hi chi s one of the best SARdataprocessi ngsotl cw ares，and SAR data of Shanghaidi fferenti ali nterferom etryandgeocodi ngal edem onstrated．Besi des，the choosi ngofal gori thm sandparam etersi ntheG AM M Aareanal yzed．and Tai w an，the fl ow ofi nterferom etry,Fourth, the m ethod ofcom bi ni ng CRI nSAR and Kal m anfi l tertodetectthree-di m ensi onalgrounddeform ati oni sdi scussedi nthe di ssertati on．Thecom putati onm odelhas been establ i shed and theexam pl eof H ongkonghas beengi ven．Fi nal l y, the theoryand m ethodofcom bi ni ngseveralorbi ts SAR radarⅡ

　中南大学硕士学位论文i nterferom etri cphaseandam pl i tudeto i nfer three- di m ensi onal surfacedi spl acem entfi el d arei nvesti gated．And 3D deform ati on fi el ds caused bythe 2003Bam ，Iran，earthquakearei nferredusi ngthi s m ethod．The resul t i svery sati sfactory．KEYW O RD SInSAR，three．di m ensi onal surfacedi spl acem ent，CRInSAR，Kal m anfi l ter, am pl i tude111

　原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在在论文中作了明确的说明。作者签名：关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：——导师签名——El期：——年一月一日

　中南大学硕士学位论文第一章绪论1．1InSAR的研究现状第一章绪论作为一种全天候，大范围，高精度的大地测量技术，合成孔径干涉雷达测量技术( haSAR-Interferom etdc Syntheti c Apertureradar) 一直是近年来国内外关注的热门之一，特别是在近几年当中，众多的学者致力于这项研究，使得InSAR技术得到了迅猛的发展，拓展出了D．InSAR，PS—InSAR，CR-InSAR等新的技术，大大提高了InSAR技术的使用范围和实用价值。InSAR技术最基本的原理是借助于覆盖同一个地区的两幅或两幅以上SAR图像，利用包含在SAR图像中的相位信息提取出雷达天线到地表之间的距离，进行相位干涉处理，结合雷达的姿态参数重建地表的数字高程模型，或者是测量地表的形变( 可以达到毫米级精度) 等等。早在1969年，Roger和Ingal l s率先将SAR技术应用到了金星和月球表面的观测，利用雷达干涉测量成功的提取了月球表面的高程面；1971年，美国军方首次使用机载雷达干涉测量技术进行地形测绘，利用相位条纹图获取高程信息，并申请了相关专利；1974年Graham 提出InSAR在地图制图方面的应用设想，并利用机载合成孔径雷达数据获取了满足l ：25万地形图精度要求的高程数据，第一次利用InSAR技术在对地观测中获取三维信息；1985年J PL开始研究利用机载侧视雷达估算高程；1986年以Zeber为首的等人利用在飞机上安装的两个相距11．1m 的天线，获取并公布了10m 分辨率的地形数据；1988年G ol dstei n等人将机载图像处理的方法应用到SEASAT观测数据中来，分析了死亡谷Cottonbal l 盆地的SEASAT星载数据，得到了比较好的结果；2000年2月，美国“ 奋进号’ ’ 航天飞机进行了一次全球雷达测绘，即SRTM 计划，获取了覆盖全球80％的干涉数据，大大的鼓舞了全球从事SAR事业的科技人员。许多发达国家看到InSAR技术在地形测绘的极大潜力，不断的推动星载SAR卫星的发展，自1991年至今，欧空局( ESA) 相继发射了载有C波段的SAR卫星ERS．1和ERS．2，这两个卫星串联运行，为我们提供了仅隔一天的干涉资料，极大的增加了星载SAR干涉测量的机会，利用这些数据所研究出来的结果也得到了进一步的证实；日本的J ERS．1，ALO S．PALSAR，加拿大的RAD ARSAT-1和欧洲空间局ERS．1／2的后续卫星EN VISAT等也相继发射成功，使得更多的SAR图像可以被获取。我国的InSAR事业虽然起步较晚，但是国家相当重视InSAR技术的发展，自1977年以来，进行了～系列的机载SAR的试验。目前开

　中南大学硕士学位论文第一章绪论展InSAR方面的研究的机构和高校有武汉大学，北京大学，南京航空航天大学，西安电子科技大学，香港中文大学，香港理工大学，中南大学，同济大学，中国科学院遥感应用研究所等。一直以来，地质灾害给人类的经济生活带来了巨大的损失，究其原因，绝大部分都是由于地球表面的形变引起的【段永侯，1998；张宗祜，2005]。重复轨道差分干涉测量( Di fferenti al InSAR，D ．InSAR) 技术是目前国际上在InSAR应用上最为成熟的技术，它最主要的目的就是监测地球表面厘米级甚至毫米级的形变，如地震形变、地面沉降、火山运动、冰川漂移以及山体滑坡等。比较于GPS，精密水准测量等经典的大地测量手段而言，D．InSAR不需要工作人员直接进入测量地区，精度( 小于l cm ) 和空间分辨率( 5m x20m ) 高，监测范围( 100km x100km )也更大。1993年，法国M assonnet等人利用ERS．1卫星SAR干涉图像以及该地区已知DEM 数据，完整地揭示了1992年加利福尼亚兰德斯地震的同震位移场，其形变图与野外实际GPS监测结果非常一致，从而引起了大地测量学界的震动【M assonrl eteta1．，1993]。在2001年，我国的中科院遥感所的一批以王超、张红为首的研究人员利用D．InSAR干涉图对张北同震形变场进行反演，探测了苏州地区的地表沉降，取得了相当可喜的成果【王超，2002]。总而言之，国内外的众多学者和科研人员已经用大量的试验证明，D．InSAR是一种行之有效的监测地表形变的方法，但是随着研究的不断深入，其应用范围的不断扩展，仍然存在着一些关键问题有待解决，其中，时间、空间失相关和大气的延迟效应是制约D．InSAR的两个最显著的因素。基于此，D—InSAR中的永久散射体技术( PS．InSAR) 和角反射器技术( CR．InSAR) 也就应运而生了。PS．InSAR技术最主要的思想就是突出地面上永久散射体这一类相位相对稳定的目标点，避开对非PS点的处理，可以看成是把“ 面” 转向“ 点’ ’ 处理，在很大程度上解决了相位失相关和大气效应问题，适合于城市以及存在永久散射体的地区。首次PS技术的成功试验是Ferretti 与Prati 等人在2000年利用意大利Ancona地区的34景ERS SAR影像开展的滑坡监测[ Ferrettieta1．．2000]。此后，西班牙的M om 等人，德国宇航局( D LR) 的Kam pes与Adam 等人，美国Stanford大学地球物理系的H opper和Zebker等人分别对不同地区的地面沉降进行了PS．InSAR的研究和试验，结果都令人欢欣鼓舞。我国在永久散射体技术上的研究属于刚刚起步的阶段，目前只有少数关于使用PS．InSAR技术观测地表形变的正式的试验报道[ 汤益先等，2006] [ 王艳等，2007] [ 陈强等，2007] 。CR．InSAR技术是在监测地区布设若干个人工角反射器( CR点) ，这些CR点的后向反射强度远远大于周围的参照物，在SAR图像上会呈现出一个个明显的亮点，通过监测这些离散点的相位的变化来获取监测地区的形变信息。比起其他的2

　中南大学硕士学位论文第一章绪论InSAR技术，CR方法有许多它们无法比拟的优势：适用于相关性很弱或者失相关地区；既可以实时或者准实时的形变监测以应付突发事件，也可以进行长期的变形监测；监测范围也可大可小；监测精度高( 毫米级) ，CR点可用于干涉图的精确配准等等。德国的夏耶和H art等人于1993年初就进行了利用ERS．1的SAR图像和人工角反射器结合的试验研究工作，发现在相隔35天的SAR图像中可以监测至l J l em 精度的人工角反射器的上升和下降( 在雷达两次成像期间，有些人工角反射器被人为的抬高或降低) 。随后，夏耶等人又把这一技术用于矿区的沉降监测取得了很好的结果[ Xi aet a1．，20023。在国内，香港理工大学的丁晓利，李志伟等人应用CR--InSAR技术来监测和分析香港填海地区以及香港新机场的地面沉降，并且利用香港的GPS连续运行参考站分析了大气延迟的影响，结果也相当令人满意。总而言之，全世界已经越来越关注合成孔径干涉雷达测量技术在监测地表形变的应用，各种基于D．InSAR的试验和研究也在各国如火如荼的展开，可以说，在不久的将来，InSAR技术会成为最好的监测地表形变的方法之一。但是就目前而言，它的实用性和商业性仍然不足，在技术上的发展上还有待成熟，主要的问题集中在：1) 大气延迟无法完全消除，是制约D．InSAR的精度的最主要的原因之一；2) 时间失相关问题，虽然目前PS．InSAR和CR-InSAR在这个问题的解决上有所突破，但相关算法仍有待更深入的研究；3) 现有的InSAR变形模型基本上是线形的，但是仍然需要设计更加复杂更加优化的变形模型以及解算方法；4) 忽略了地表可能存在的三维变形，简单的用InSAR的一维( 雷达视线方向)形变代表地表的变形。因此，进一步对该项技术的理论和应用的研究是非常有必要的。1．2研究的目的和内容在目前大部分的实验和研究中，往往都只利用了监测地区的一种SAR数据，如升轨数据或降轨数据，这样就造成只能监测到该地区在雷达视线方向上的一维形变量。而在很多情况中，仅仅只能监测到一个方...

篇五：insar监测报告

时间序列 InSAR 技术监测上海磁悬浮列车专线形变#

　蒋亚楠1，杨梦诗1，廖明生1，王寒梅2** （1. 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验,武汉 430079；

　2. 上海市地质调查研究院,上海 200072）

　摘要：

　新一代高分辨率、短重访周期 SAR 卫星的发射运行，不仅能满足时间序列 InSAR 技术在大范围地表沉降监测方面的数据需求，还可以监测到大型人工线状地物的形变，使得对短周期、微小形变的监测和预警成为可能。

　本文以上海市在运营的磁悬浮列车专线为研究对象，利用时间序列分析方法对 2011 年 9 月至 2012 年 10 月期间的 15 景 TerraSAR-X 数据进行了处理和分析，实验结果表明高分辨率 SAR 数据可以用于公共交通设施微小形变的监测，在公共安全领域具有广阔的应用前景。

　关键词：

　磁悬浮列车专线；形变监测；高分辨率 SAR 影像；时间序列分析技术中图分类号：

　请查阅《中国图书馆分类法》

　 Deformation monitoring of Shanghai maglev train based on the time-series analysis of InSAR data JIANG Yanan1, YANG Mengshi1, LIAO Mingsheng1, WANG Hanmei2 (1. State Key Laboratory of Information Enginerring in Surveying, Mapping and Romete Sensing,Wuhan University, Wuhan 430079; 2. Shanghai Insititute of Geological Survey, Shanghai 200072) Abstract: With the appearance of high resolution, short re-visit cycle radar satellite data, it can not only be used in monitoring land subsidence in large area, but can be used in obtaining the deformation of large buildings and transportation network and made the short-term small deformation monitoring possible. In this paper, time-series analysis of InSAR data is carried out to detect the deformation of Shanghai maglev track. The dataset of 15 TerraSAR-X images were acquired from September, 2011 to October, 2012. Experimental result shows that high resolution SAR data has a good prospect of application in monitoring deformation for public facilities security Key words: maglev train; deformation monitoring; time series analysis; high-resolution SAR Images

　 0 引言 5

　40 上海是受地面沉降影响最大的城市之一。

　地面沉降是城市地区的主要地质灾害，具有不可逆和累加的特点，其影响范围和发展速度在不同空间、时间上具有较大的差异性[1]。

　地面沉降的空间差异会造成地表以上人工地物的不均匀沉降，直接影响到大型单体建筑物、城市轨道交通、磁浮列车等大型线状工程的运营安全。

　因此，在上海市开展定期的形变监测对确保重大工程和基础设施建设安全具有重要意义。

　1961 年以来，上海市逐步兴建地面沉降监测网络。

　迄今为止，上海地面沉降检测网络已基本建成，主要由地面沉降水准检测网， GPS 地面沉降检测网，沉降监测站以及水位动

　基金项目：

　高等学校博士学科点专项科研基金项目(博导类) （编号：

　20110141110057）

　作者简介：

　蒋亚楠（1988-）

　，女，博士研究生，主要研究利用时间序列 InSAR 技术提取和分析地表行变场通信联系人：

　廖明生（1962-）

　，男，教授，主要从事航空航天遥感影像信息处理的理论与方法的研究.

　liao@whu.edu.cn

　 -1-

　态监测网几部分组成[2]。

　然而，这些测量手段受限于人力、物力的投入太大，使得形变监测点的密度很低，难以满足交通路网这种长达数十公里至上百公里的大型线状地物的监测要 45 求。

　相对于常规的形变监测手段，雷达差分干涉测量(DInSAR)具有监测范围大，空间分辨率高，重复周期稳定等优势，且其观测精度理论上可达到厘米级[3]。

　意大利米兰理工大学的学者 A. Ferretti, C. Prati 和 F. Rocca 等人提出了永久散射体技术（PSInSAR）

　[4-5]，克服了传统 D-InSAR 技术实施过程中的时间、空间去相关和大气效应等问题。

　该技术的研究目标集中 50 在长时间序列中保持高相干的点目标上 [6-7] ，并且其理论观测精度可达到毫米级。

　近年来，

　利用 PS-InSAR 方法检测地面沉降已取得了丰富的研究成果，在上海、天津、广州等地得了

　与实测沉降趋势相符的结果，达到了获得毫米级地表形变信息的能力，从而证实了该方法的应用潜力[6-8]。

　随着新一代高分辨率雷达卫星的出现， PS-InSAR 技术检测地表形变的优势更突出。

　以 55

　65 TerraSAR-X 卫星为例，其优势主要体现在以下三个方面：

　（1）

　分辨率的显著提高，使得落到单体建筑或者交通网络上的 PS 点数量大大增加，很大程度上提高了大型人工地物形变监测可能性和准确性。

　（2）

　重访周期的大大缩短，不仅使得短期形变的监测成为可能，而且可以给出更为细致的形变变化规律，更能反应出短期内建筑物或者线状地物的运营状况。

　（3）

　X 波段进行影像数据获取，其形变监测精度 C 波段和 L 波段更高，对发现短期内的地表微小形变更为有效。

　因此，高分辨率 SAR 卫星不仅能满足大范围地表沉降监测的数据需求，还可以检测到主要交通网络上的形变，使得对短周期微小形变的监测成为可能。

　城市公共交通网络，包括地铁、公路、铁路、磁悬浮等，是城市大容量、大众化公共客运交通的主要力量，对城市的发展和城市建设起着积极的促进和引导作用。

　然而，由于公共交通运输乘客人员密度较大，流量多，一旦发生事故，后果不堪设想。

　近些来年，公共交通运输的灾害问题也愈来愈引起人们的重视。

　安全运营是城市交通系统的生命线，加强城市公共交通网络的形变监测研究，对保障城市交通运输安全运营以及乘客人身安全至关重要。

　本文以上海市磁悬浮列车专线为例，采用高分辨率 TerraSAR-X 数据进行永久散射体技术（PS-InSAR）

　研究，目的是为了提取磁悬浮轨道的形变速率，进而验证 TerraSAR-X 高分辨率数据在永久散射体沉降监测应用中存在的优点及不足，并针对这些问题进行探讨。

　1 原理与方法 PS-InSAR 技术本质上是一种时间序列 DInSAR 分析技术。

　首先，利用多景覆盖同一地区的 SAR 影像集，统计分析影像中相位和幅度信息，查找不受时间、空间基线去相关和大气相位屏影响的点目标作为 PS 点，如人工建筑、裸露的岩石、人工布设的角反射等。

　这些点目 75

　80 标几何尺寸通常小于影像分辨单元，而且散射特性比较稳定，在长时间序列中表现出很好的相干性。

　利用这些离散的 PS 点，可以获得可靠的相位信息，进而反演出亚米级精度的 DEM 和进行毫米级地表形变探测。

　该技术处理主要包括四个部分：

　时序差分干涉图的生成、 PS 点的探测、 PS 提取和形变速率估算，并在此基础上对形变结果进行时间序列分析。

　1）

　时序差分干涉图的生成：

　依据总体相干性指标最大的原则，选择 15 景 TerraSAR 数据集中的一景数据作为主影像，并与其它 SAR 影像进行干涉处理，得到干涉图集。

　然后利用外部辅助的 DEM 去除地形相位的贡献，得到时间序列上的差分干涉图集。

　-2-

　 2）

　PS 点的探测：

　为了进行永久散射体干涉处理，首先要在长时间序列 SAR 图像上识别出相位稳定的散射点。

　上海磁悬浮高架轨道采用钢质和混凝土等硬质结构，可以在长时间 85

　100

　105 序列上的 SAR 影像上中保持较高的相干性。

　本文利用 SAR 影像的振幅离差指数来确定永久散射体候选点（PSC）

　，用幅度的稳定性近似表达相位的稳定性。

　3）

　PS 提取：

　计算时间相干系数并结合统计分析，从 PSC 中迭代筛选出点目标，剔除只在部分干涉图中保持稳定的点目标以及临近 PS 点的旁瓣点目标。

　4）

　形变量估算：

　确定 PS 点后，紧接着进行对相位进行三维时空解缠，解缠后的相位通过最小二乘估计出地形误差相位，利用滤波去除出大气相位，最终分离出形变相位。

　进而恢复出形变相位，求解出地表形变速率。

　得到形变速率估计值沿雷达视线方向，将其沿垂直于地面的方向进行投影，即得到垂直于地面方向的速率分量——地面沉降速率。

　高分辨率雷达卫星的出现，使得大型公共交通设施在影像上清晰可见，为利用 PS-InSAR 技术检测主要交通路线的形变提供了必要条件。

　本文旨在将高分辨率的 TerraSAR-X 数据用于磁悬浮列车轨道形变速率的提取，并在此基础上利用时间序列分析方法对结果进行了分析和讨论。

　 2 实验及结果分析

　2.1 研究区域及实验数据上海磁悬浮列车是世界上运行速度最快的商业运营高速磁悬浮列车（如图 1 所示）

　。

　列车专线西起上海地铁 2 号线的龙阳路站，东至上海浦东国际机场，全长约 30 公里。

　与轮轨高速列车相比，磁悬浮列车运行速度更快速、更平稳[9-10]。

　本文实验数据为 15 景条带模式的 TerraSAR-X 卫星数据，分辨率为 3m，时间跨度为 2011 年 9 月到 2012 年 10 月，覆盖范围为图所示 2 所示。

　利用总体相干性最大指标，选择 2011 年 12 月 2 日的影像为主影像，其他图像与其进行干涉处理，干涉的时间和空间基线如图 2 所示。

　外部辅助 DEM 选取 SRTM (Shuttle Radar Topography Mission)的 3 弧秒分辨率的 DEM，

　用于地表形变检测方法的地形相位去除。

　图 1，上海磁悬浮运营示意图 Fig1. The sketch map of Shanghai maglev train

　图 2， TerraSAR-X 卫星数据空间覆盖范围 Fig2. The coverage of the TerraSAR-X image 110 表 1， SAR 数据集 Table1. The experimental SAR dataset 序号影像获取时间

　-3- 轨道号

　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

　2011-09-27 2011-10-19 2011-11-10 2011-12-02 2011-12-24 2012-01-26 2012-02-28 2012-03-21 2012-04-12 2012-05-26 2012-07-09 2012-07-31 2012-09-13 2012-09-27 2012-10-16

　23372 24106 24440 24774 25108 25609 26110 26444 26778 27446 28114 28448 29116 29283 29617

　 2.2

　磁悬浮列车专线形变监测结果由于，卫星数据分辨率的提高，保证了沿磁悬浮列车专线有大量稳定点目标用于形变的 115

　 120

　125 提取与分析。

　如图 3 示，年形变速率分布在-10mm/y 到 8mm/y 之间。

　整体上，该轨道靠近浦东机场路段变形明显，并在图中椭圆所标注的区域，形变量达到最大。

　之后往西段延伸，

　下沉趋势减弱，抬升趋势出现，形变呈现出明显的不均匀性。

　图 3 磁悬浮专线形变提取结果（单位：

　mm/y）

　Fig3 The deformation of the maglev train 在此基础上，我们选取一相干性为 0.9172 的点目标进行时间序列分析。

　由于 TerraSAR-X 卫星的重访周期为 11 天，相比于 Envisat ASAR 卫星（35 天）

　和 ALOS PALSAR 卫星（46 天）

　分别缩短了 24 天和 35 天。

　因此，在半年到一年内便可以收集到足够的 TerraSAR-X 卫星影像用于形变监测与分析。

　另一方面， TerraSAR-X 卫星影像获取周期的缩短，保证了形变监测采样间隔的缩小，因此，得到的变化趋势更为细致（如图 4 示）

　。

　本文所使用数据时间跨度约为一年，如图 5 所示，随着时间的推移，该点形变由小幅度震荡缓慢到达第一个最大抬升处，随后又一小幅度的变化，这一阶段为相对稳定状态，沉降量不超过 2mm。

　接着以较大的幅度开始震荡，并迅速下沉至最大值沉降处，这一阶段属于

　-4-

　加速下沉阶段，相对沉降超过 5mm。

　最后以较大程度的反弹，步入新的震荡下沉阶段，此 130

　135

　 140

　145

　150

　 155 时沉降量已超过 5mm。

　图 4 形变的时间序列分析 Fig4 Time series analysis of selected PS point 根据以上实验结果可知，空间差异性形变是磁悬浮专线形变的一大特点。

　对于大型线状地物而言，空间差异较大的形变，会对线状工程安全运营产生重要影响。

　另一方面，沿线形变模式或者形变量发生较大变化的区域，如上升区域与下沉区域分界处、稳定区域与形变区域分界处，是灾害发生可能性最大的区域。

　因此，定期的形变监测对确保这些人工地物的安全使用具有重大意义，尤其是对形变速率变化较大以及形变速率较大的区域，需要进行重点监测。

　 3 结论 PS-InSAR 技术是检测地表形变的有效方法之一。

　本文利用 3m 分辨率的 TerraSAR-X 数据完成了 2011 年 9 至 2012 年 10 月期间，上海磁悬浮列车专线的形变信息提取工作。

　本文的研究表明，由于新一代星载 SAR 系统具有高分辨率、短重访周期的优点，在经过时间序列 InSAR 技术处理和分析后，可以为地表形变监测提供更多的形变细节，使得短周期微小形变监测成为可能，适用于重大工程的短期快速形变监测，并在公共设施安全领域具有广阔的发展前景。

　 [参考文献] (References)

　[1] 魏子新，王寒梅，吴建中，方志雷，刘国斌.上海地表沉降及其对城市安全影响[J].上海地质,2009(1):34-39. [2] 方正,武健强,赵建康,长江三角洲地区地表沉降监测[J].上海地质,2003(2):1-4. [3] 陈国浒, 单新建, Wooil M. Moon 等....

篇六：insar监测报告

InSAR 技术的呼图壁储气库形变监测进展

　中南大学

　雷达遥感研究室，长沙，中国

　冯光财

　个人网页：www.insarchina.com

　2015 大理主动源工作会议

　目录一、呼图壁项目进展

　二、项目已获得成果

　三、下一步工作计划和安排

　一、呼图壁储气田形变监测

　• 结合多种技术手段InSAR, GPS, 水准，重力以及地震波； • 注采气过程的动态过程(11-4月抽气，5-11月注气）； • 安全运营；

　呼图壁储气库研究背景

　• 历史存档数据 • ASAR 60多景 • PALSAR 16景二、项目已获得初步成果

　ASAR ascending

　ASAR descending

　PALSAR ascending SAR 历史存档数据获取

　• 技术：时序InSAR技术（SBAS-InSAR）

　• 误差源：

　• DEM误差； • 大气延迟，轨道误差等； • 失相干（季节变化）

　； • 形变结果：

　• ASAR升轨； • ASAR降轨； • PALSAR升轨；

　PALSAR 升轨

　20070213- - 20101009

　二、项目已获得初步成果

　背景场形变监测：

　ASAR 升轨

　20050618 -20100403

　ASAR 降轨

　20030401-20091026

　背景场形变监测：

　二、项目已获得初步成果

　• 冻土形变； • 农业灌溉抽水； • 油气开采； • 地壳断层移动； • 大气误差； • DEM误差；

　二、项目已获得初步成果

　形变成因分析：

　二、项目已获得初步成果

　• （1 ）数据购买情况； • （2 ）高分辨率DEM 获取(2 米) ； • （3 ）注采气过程形变：升轨和降轨； • （4 ）形变特征分析；二、项目已获得初步成果

　注采气过程形变监测：

　• 抽注气同步数据数据 • TerraSAR（升降轨）； • 升轨道35景（20131111-20150720）； • 降轨道 39景（20130829-20150723）

　； • PALSAR2和Sentienl1A数据； • 高分辨率DEM数据 • TerraSAR Tandem-X数据 SAR 同步数据获取取二、项目已获得初步成果

　Tandem-X DEM Tandem-X DEM 2m 二、项目已获得初步成果

　同步TX 形变情况介绍 • 沉降漏斗和抬升区域确定 • 沉降区域主要分布在农田区域到达3cm/year • 抬升区域分布在注气区域（7-8mm/year）

　二、项目已获得初步成果

　同步TX形变情况介绍

　二、项目已获得初步成果

　同步TX形变情况介绍

　• 持续购买注采气过程同步的SAR数据（TerraSAR, PALSAR2, S1A）；

　• 基于已有形变信息，安装20个角反射器辅助注气口区域形变监测；

　• 野外调查、检核形变序列特征

　• 反演注采动力过程参数；

　2016 年工作计划三、下一步工作计划和安排

　谢谢！

篇七：insar监测报告

科技大学毕业设计(论文)

　开题报告

　题

　目

　基于 D-InSAR 技术的矿区沉陷灾害监测

　院、系(部)

　测绘科学与技术学院

　专业及班级

　测绘工程

　姓

　名

　------

　指导教

　师

　 ------

　日

　期

　2010-4-2

　西安科技大学毕业设计(论文) 开题报告题目基于 D-InSAR 技术的矿区沉陷灾害监测选题类型

　应用型一

　选题依据国内外研究现状：

　20世纪60年代发展起来的合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR) ，具有全天候、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特征，国外开展利用INSAR技术来监测地面沉降的研究相对较早， 1969年， Rogers和Ingalls首次将合成孔径雷达干涉技术用于金星和月球观测。

　1980年，Perski先后选择了欧洲最大的煤田之一 Upper Siledian煤田(USCB) 50景ERS雷达图象进行研究，得到了观测期内地面沉降的速率和沉降区域的结构及其范围等信息。

　随后他又将该方法应用于波兰的LGOM地区，也得到了该地区沉降的速度以及深度。

　1989年， Grabriel等首次论证了D-InSAR技术用于探测厘米级的地表形变的可能性，他利用SEASAT-2 L波段SAR测量美国加利福尼亚州东南部的加 Imperial Valley灌溉区的地表形变。

　国内如王超等收集了从1993年2月到2000年2月间的11景ERS-1和ERS-2卫星的SAR SLC影像数据，对苏州地区的地面沉降进行了分析，获取了该地区1993-2000年间地面的垂直形变量及沉降速率，其测量结果得到了地面水准测量数据的验证。

　刘国祥等(2001) 利用ERS-2卫星获取的合成孔径雷达影像作差分干涉处理，成功地获取了香港赤腊角机场在近乎一年内的非均匀沉降场，在填海区域内下沉量呈O一50mm的空间分布，与离散水准监测结果相比吻合较好(相关系数0. 89) ，而且一个被开挖岛屿的原轮廓可从干涉结果中分辨出来。

　该研究成果证实了ERS-2干涉系统对微小的地表沉降具有很高的敏感度，结果精度优于1cm。

　目的意义：

　煤炭开采沉陷引起的地质灾害已经引起了人们越来越多的关注。

　然而地面沉降的常规监测方法大多采用重复采集被测地区的数据，从而通过测量得出被监测地区在不同时期的沉降速率。

　这些基于点的量方法，不仅耗费人力、物力，而且在监测大范围的沉降区时效率极其低下。

　为了研究工矿区地表沉降发生的原因、过程以及趋势，了解沉陷发展的规律，必须进行全面的监测。

　InSAR能够提供沉陷区短周期内空间连续曲面的形变信息，差分干涉测量(D-InSAR) ，其精度已达到毫米级，且具有前所未有的连续空间覆盖、高度自动化和高精度监测地表变形的能力。

　可以满足沉陷监测的要求，弥补地面常规测量离散点的不足，监测成本低，是现有沉陷监测手段的有益补充，用于矿区地表沉降监测具有很大的优势和很好

　的应用前景。

　参考文献：

　[1] 马超，单新建．星载合成孔径雷达差分干涉测量（D-InSAR）

　技术在形变监测中的应用概述[J]．中国地震2004.20(4).

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　24 (12)

　: 1167 - 1186 .

　二、主要研究(设计) 内容、研究（设计）

　思路及工作方法或工作流程内容及思路：

　本次设计主要研究雷达遥感影像在矿区沉陷灾害方面的应用，以西北某一矿区为例，首先根据获取的雷达影像图进行干涉测量的研究，接下来利用DORIS软件生成干涉图，将沉陷变形前后两幅干涉图进行相位差分，得到微小形变，根据矿区的实际情况，分析探讨去相干源影响，对其误差简要分析，结合开采沉陷理论和研究区实际情况对变形数据进行分析，得出沉陷监测结果。

　工作流程：

　首先,

　学习合成孔径雷达干涉测量技术基本原理；

　其次，学习 D-InSAR 数据处理基本流程；

　然后，学习软件，利用软件进行数据处理；

　再次，进行精度分析，分析误差源；

　最后，结果分析，根据沉陷灾害理论分析其形变特征，得到监测结果。

　三、毕业设计(论文) 工作进度安排根据此次研究的目的和时间要求，进度安排如下：

　2010 年 3 月初：

　明确课题目的，查找部分参考资料；

　2 2010 年 3 月初至 3 月下旬：

　参加毕业实习，学习雷达影像原理和图像处理软件的基本模块；

　3 2010 年 3 月下旬至 4 月初：

　搜索课题相关理论、书籍，根据论文、理论学习情况完成开题报告的编写；

　4 2010 年 4 月初至 4 月底：

　继续搜集相关的详细资料，完善相关理论，完成论文初稿；

　5 2010 年 5 月初至 6 月初：

　修改论文，完成论文正式稿；

　6 2010 年 6 月初至 6 月中旬：

　翻译相关专业文章，对论文做出总结。

　7 2010 年 6 月中旬：

　准备论文演示文稿，参加答辩。

　指导教师意见

　指导教师签字: __________ 年

　月

　日难度

　份量

　综合训练程度是否隶属科研项目

　毕业设计（论文）

　领导小组审核

　教学院长(主任) ____________

　（公

　章）

　年

　月

　日

篇八：insar监测报告

１卷第９期２０１６年９月测绘科学Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　ＭａｐｐｉｎｇＶｏｌ．４１Ｎｏ．９Ｓｅｐ．２０１６作者简介：骆光飞（１９６８ —），男，浙江义乌人，教授级高工，主要研究方向为定位技术、变形监测。Ｅ－ｍａｉｌ：

　ｌｇｆ８５０１＠１６３．ｃｏｍ收稿日期：

　２０１５－０８－２７基金项目：浙江省公益技术应用研究计划基金项目（２０１５Ｃ３３０３８）浙江平原时序ＩｎＳＡＲ地面沉降监测骆光飞１，陈　捷２，祝彦敏２（１．浙江省第二测绘院，杭州　３１００１２；２．浙江省测绘科学技术研究院，杭州　３１００１２）摘　要：针对浙江省地面沉降监测需求，研究利用时序ＩｎＳＡＲ技术进行浙江省平原区地面沉降监测的技术流程。以上虞区块为例，反演得到上虞地区２０１３－２０１４年度地面沉降信息；结合同期外业水准测量数据，在传统点－点、点－面验证基础上，提出点－线验证方式，将几种分析评价方法进行了对比，对ＩｎＳＡＲ地面沉降监测精度进行评价分析；最后结合外业实地调查的情况，证明了ＩｎＳＡＲ技术监测大范围地面沉降分布状况和发现区域沉降中心的有效性和精确性。关键词：

　ＩｎＳＡＲ；小基线；地面沉降；水准测量；精度验证【中图分类号】

　ＴＰ７５１　　　　【文献标志码】

　Ａ　　　　【文章编号】

　１００９－２３０７（２０１６）

　０９－０１０２－０６ＤＯＩ：

　１０．１６２５１／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－２３０７．２０１６．０９．０２０Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｉｎ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　ｐｌａｉｎ　ａｒｅａ　ｂｙ　ｔｉｍｉｎｇ　ＩｎＳＡＲ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｂｓｔｒａｃｔ：

　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｉｎ　Ｚｈｅｊｉａｎｇ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｉｓ　ｐａ－ｐｅｒ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈｅ　ＩｎＳＡＲ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｉｎ　ｐｌａｉｎ　ａｒｅａ．Ａｓ　ａｎ　ｅｘ－ａｍｐｌｅ，ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｖｅｒｓｅｄ　ａｔ　Ｓｈａｎｇｙｕ　ｒｅｇｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｈａｏｘｉｎｇ　ｃｉｔｙ　ｆｒｏｍ　２０１３ｔｏ２０１４．Ｔｈｅｎ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｆｉｅｌｄ　ｌｅｖｅｌｉｎｇ　ｄａｔａ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｐｅｒｉｏｄ，ａ　ｎｅｗ　ｖａｌｉｄａｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈ　ｗａｓｐｏｉｎｔ　ｔｏ　ｌｉｎｅ，ｗａｓ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｐｏｉｎｔ　ｔｏ　ｐｏｉｎｔ　ａｎｄ　ｐｏｉｎｔ　ｔｏ　ｓｕｒ－ｆａｃｅ．Ｔｈｒｅｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ，ａｎｄ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ｏｆ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ｗｉｔｈ　ＩｎＳＡＲ　ｗａｓ　ｅｖａｌ－ｕａｔｅｄ．Ａｔ　ｌａｓｔ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｆｉｅｌｄ　ｓｕｒｖｅｙ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄ－ｅｎｃｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｉｎ　ｌａｒｇｅ　ｒａｎｇｅ　ａｎｄ　ｆｉｎｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　ａｔ　ｒｅｇｉｏｎ　ｓｃａｌｅ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｖｅｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

　ＩｎＳＡＲ；ｓｍａｌｌ　ｂａｓｅｌｉｎｅ；ｇｒｏｕｎｄ　ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ；ｌｅｖｅｌｉｎｇ；ａｃｃｕｒａｃｙ　ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎＬＵＯ　Ｇｕａｎｇｆｅｉ１，ＣＨＥＮ　Ｊｉｅ２，ＺＨＵ　Ｙａｎｍｉｎ２（１．Ｔｈｅ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＺｈｅｊｉａｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３１００１２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｚｈｅｊｉａｎｇ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ，Ｈａｎｇ－ｚｈｏｕ　３１００１２，Ｃｈｉｎａ）０　引言地面沉降又称地面下沉或地陷，它是自然因素和人类工程经济活动因素作用下，由于地下松散地层固结压缩，导致区域性地面标高降低的一种地质现象［１］。地面沉降与其他地质灾害有所不同，属于缓变性地质灾害，具有覆盖范围广、破坏程度高、监测难度大、治理任务重等特点［２］。传统的地面沉降监测方法有精密水准测量、ＧＰＳ测量等［３］。虽然这些传统方法的测量精度高，但是存在实时性弱、水准点不稳定、应用面窄以及耗费人力、物力和财力等缺点，难以适应全面性的、区域性的地面沉降监测［４］。合成孔径雷达干涉测量（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ　ａｐｅｒｔｕｒｅ　ｒａｄａｒ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙ，ＩｎＳＡＲ）技术是近年来地面沉降监测的新方法，能有效克服精密水准测量和ＧＰＳ网测量的一些缺陷。精度高，覆盖范围大，具有全天候、全天时对地观测能力，它不仅能够提供宏观的静态信息，而且能够给出定量的动态信息，可以提供数年的地面沉降情况，通过综合分析区域环境地质条件和社会经济发展状况，有利于地面沉降遥感调查的准确、快速、定量评价［５－８］。浙江省地面沉降易发区面积约１４　０００ｋｍ２，占全省平原地区面积的９５％，主要分布在杭嘉湖、

　第９期引用格式：骆光飞，陈捷，祝彦敏．浙江平原时序ＩｎＳＡＲ地面沉降监测［Ｊ］．测绘科学，２０１６，４１（９）：

　１０２－１０７．宁绍、温黄、温瑞等平原地区。目前地面沉降调查利用的监测技术手段主要是水准技术和ＧＰＳ技术，这种方法虽然测量精度高，但其布设范围、布设密度、监测的连续性等方面仍然存在一定不足，很难给出整个监测区域的变化趋势。

　ＩｎＳＡＲ技术是近年来遥感领域发展起来的新技术，可以高密度地监测整个区域的地面沉降情况，故在浙江省第一次地理国情普查中，要求利用ＩｎＳＡＲ技术监测平原区地面沉降。针对浙江省平原地区地面沉降的现状，结合浙江省地理国情监测的需求，以位于宁绍平原的上虞为研究区域，利用ＣＯＳ－ＭＯ－ＳｋｙＭｅｄ雷达影像数据，开展了基于多主影像相干目标小基线ＩｎＳＡＲ技术［９－１０］地面沉降监测的研究工作；同时，利用常规的地面水准测量成果，在传统的点－点、点－面验证方法基础上，针对传统方式验证范围小，无法进行趋势性验证的缺陷，提出了点－线（ＩｎＳＡＲ高相干点－水准连线）验证方式，充分验证ＩｎＳＡＲ沉降监测的精确性；通过外业实地考察，评价ＩｎＳＡＲ技术对于发现沉降严重区域的有效性和准确性。１　ＩｎＳＡＲ沉降监测技术路线使用ＩｎＳＡＲ进行地面沉降监测的整体技术路线如图１所示，下文将对ＩｎＳＡＲ数据预处理和地表形变反演的技术路线进行说明，水准测量及外业实地核查详见本文后续章节。图１　ＩｎＳＡＲ地面沉降监测技术路线Ｆｉｇ．１　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｏｕｔｅ　ｏｆ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ１．１　ＳＡＲ数据情况本次试验利用覆盖浙江上虞区域的２２期ＣＯＳ－ＭＯ－ＳｋｙＭｅｄ数据，分辨率３ｍ，ＳｔｒｉｐＭａｐ拍摄模式，ＨＨ极化模式，连续获取２年，时间跨度为２０１３年１月到２０１４年１１月。每景ＳＡＲ影像覆盖范围面积约为１　６００ｋｍ２，时间分布见表１。表１　ＳＡＲ数据时间分布Ｔａｂ．１　ＳＡＲ　Ｄａｔａ　Ｔｉｍｅ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ序号时间序号时间１　２０１３－０１－０２　１２　２０１３－１２－２０２　２０１３－０２－１９　１３　２０１４－０１－２１３　２０１３－０３－２３　１４　２０１４－０２－２２４　２０１３－０４－２４　１５　２０１４－０３－２６５　２０１３－０５－２６　１６　２０１４－０４－２７６　２０１３－０６－２７　１７　２０１４－０５－１３７　２０１３－０７－１３　１８　２０１４－０７－１６８　２０１３－０９－１６　１９　２０１４－０８－１７９　２０１３－１０－２７　２０　２０１４－０９－１８１０　２０１３－１１－１８　２１　２０１４－１０－０４１１　２０１３－１２－０４　２２　２０１４－１１－０２１．２　数据预处理数据预处理的主要工作是对将原始ＳＡＲ影像经过格式转换，提取轨道参数等信息，并对轨道信息进行加密处理。由于ＳＡＲ干涉处理要求影像配准精度达到亚像素级别，因此需进行粗配准、裁切、精配准工作。最后，利用轨道信息和ＤＥＭ，将配准后影像的每个像素从斜距几何转化为地图投影坐标［１１－１３］。１．３　地表形变反演对预处理后的时间序列ＳＡＲ影像，根据小基线组合原则，形成若干个主辅干涉像对，进行去平地相位和去地形相位后，得到差分相位图。然后依次进行稳定点目标提取、相位解缠、相对线性形变速率反演及高程误差计算、非线性形变和大气相位的分离与估计等，最终获取整个时间序列的地面沉降反演结果。图２给出了通过上述预处理和地表形变反演获取的２０１３年１月至２０１４年１１月上虞地区的累积形变量结果。图２　上虞区累积形变量结果Ｆｉｇ．２　Ｔｈｅ　Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｓｈａｎｇｙｕ　Ｒｅｇｉｏｎ３０１

　测绘科学第４１卷２　ＩｎＳＡＲ沉降监测精度验证本文通过建立常规的地面水准控制网，在Ｉｎ－ＳＡＲ地面沉降监测的时间内完成水准测量，使用点－点、点－线、点－面的技术方法，分别将实测结果与ＩｎＳＡＲ测量结果进行比对分析，评价基于Ｉｎ－ＳＡＲ的浙江沿海平原地面沉降监测的精确性。２．１　精度验证技术路线１）外业水准点布设方法。根据ＩｎＳＡＲ地面沉降监测需要，由上虞国家基岩点出发，沿上虞高铁、高速公路、嘉绍大桥、１０４国道周边布设一条二等水准环线，比对水准路线累计长度约６２ｋｍ，分别于２０１３年和２０１４年各测量一次，图３展示了布设的水准测量比对路线图。图３　水准测量路线图Ｆｉｇ．３　Ｒｏａｄ　Ｍａｐ　ｏｆ　Ｌｅｖｅｌｉｎｇ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ２）水准点－ＩｎＳＡＲ高相干点（点－点）验证。点－点验证方法是目前最常用的ＩｎＳＡＲ地面沉降成果验证方式之一［１４－１６］。该方法以外业实测水准点沉降数据为基准数据，在一定的距离范围内（如２０ｍ），查找离水准点最近的的ＩｎＳＡＲ高相干沉降点，通过比对两者的差异，分析ＩｎＳＡＲ地面沉降反演成果的精确性；如果该范围内未找到ＩｎＳＡＲ高相干目标点，则放弃该水准点验证。３）水准点－ＩｎＳＡＲ内插点（点－面）验证。点－面验证方式主要利用ＩｎＳＡＲ高相干点的高密度特点，将原始高相干点分散的沉降数据进行空间插值，获得连续分布的面沉降成果。由于ＩｎＳＡＲ面沉降成果具有空间连续分布的特点，因而可以直接获取水准点位置的ＩｎＳＡＲ反演沉降值，并与水准资料进行比对分析，评价ＩｎＳＡＲ技术反演地面沉降的精度情况。４）水准连线与缓冲区高相干点（点－线）验证。传统的点－点、点－面验证方法简便，但均是基于点进行精度验证。基于点的精度验证方法受限于点的控制范围，且存在对于区域趋势性沉降验证不足的缺陷，为了充分利用外业水准资料，并弥补基于点的精度验证评价方法的缺陷，本文提出一种水准连线与缓冲区高相干点精度验证评价新方法。根据赵慧等人研究［１７］，在建筑载荷及地下水抽取影响下的地面沉降模型的地层形变曲线如图４所示。图４中，Ｓ１（ Δ Ｈ１）表示抽水作用影响下地表形变值，Ｓ２（ Δ Ｈ２）表示建筑载荷影响下地表形变值，Ｓ（Δ Ｈ）即建筑及抽水双重作用下地面沉降形变曲线。图４　建筑载荷及抽水双重作用下地表形变曲线Ｆｉｇ．４　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｃｕｒｖｅｓ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　Ｅｆｆｅｃｔｏｆ　Ｂｕｉｌｄ　Ｌｏａｄｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｕｍｐｉｎｇ依据该沉降模型，在沉降中心位置附近的沉降值较高，但是变化趋势较缓和；而在沉降中心外，沉降影响范围内的区域，沉降值则呈现类似线性递减趋势；在沉降边缘地区，变形曲线则逐渐缓和，并趋近于平直。图５是ＩｎＳＡＲ反演地面沉降图成果中一个典型沉降中心的地表形变剖面图，可以看出，其地表形变曲线基本上能与理论相吻合。图５　沉降中心地面沉降形变剖面图Ｆｉｇ．５　Ｐｒｏｆｉｌｅ　ｏｆ　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｉｎＣｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ依据这一理论，选取位于沉降中间区域的两个相邻水准点为评价对象，在其连线缓冲区范围内（可设为６０ｍ，该范围可根据ＳＡＲ影像的分辨率进行设置），查找所有的ＩｎＳＡＲ高相干点目标，以水准连线为水平投影轴，对所有高相干点进行投影，以高相干点的沉降信息作为垂直投影轴坐标，对于投影到同一点的多个高相干点，取这些４０１

　第９期引用格式：骆光飞，陈捷，祝彦敏．浙江平原时序ＩｎＳＡＲ地面沉降监测［Ｊ］．测绘科学，２０１６，４１（９）：

　１０２－１０７．点沉降量的均值作为垂直坐标，然后比较水准连线测量值与高相干点沉降量的趋势差异是否一致。假设已知两个水准点投影坐标分别为Ａ（Ｘａ，Ｙａ）、Ｂ（Ｘｂ，Ｙｂ），投影坐标系（本文采用高斯投影坐标系）用Ｏ－ＸＹ表示，水准连线坐标系用ｏ－ｘｙ表示，其中水准点Ａ为坐标原点，ＡＢ连线为ｘ轴，为右手坐标系，如图６（ａ）所示。图６　坐标转换关系示意图Ｆｉｇ．６　Ｓｋｅｔｃｈ　ｍａｐ　ｏｆ　Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｒｅｌａｔｉｏｎ水准连线ＡＢ在投影坐标系中的斜率为：ｋ＝ｔａｎ θ ＝Ｙｂ－ＹａＸｂ－Ｘａ（１）图６（ａ）展示了投影坐标系与水准连线坐标系间的转换示意图，已知外业水准点Ａ与Ｐ点（本文中Ｐ点代表的是高相干点）的投影坐标分别为（Ｘａ，Ｙａ）、（Ｘｐ，Ｙｐ）。在ｏ－ｘｙ坐标系中，水准点Ａ为原点，其坐标为（０，０），Ｐ（ｘｐ，ｙｐ）为待求点坐标。根据坐标系转换关系，可以得到：ｘｐ＝（Ｘｐ－Ｘａ）·ｃｏｓθ ＋（Ｙｐ－Ｙａ）·ｓｉｎθ（２）ｙｐ＝（Ｙｐ－Ｙａ）·ｃｏｓθ ＋（Ｘｐ－Ｘａ）·ｓｉｎθ（３）通过式（２）即可获取水准连线缓冲区内所有高相干点在水准沿线（ｘ轴）的投影位置坐标，为验证缓冲区高相干点与水准连线沉降量关系，本文建立ｏ－ｘｚ坐标系，其中ｘ轴与ｏ－ｘｙ坐标系一致，为水准点ＡＢ连线方向，ｏ－ｘｚ构成右手坐标系，ｚ轴表示年平均沉降量。如图６（ｂ）所示，水准点Ａ坐标为（０，ｚａ），水准点Ｂ坐标为（ｘｂ，ｚｂ），高相干点Ｐ坐标为（ｘｐ，ｚｐ），直线ＡＢ表示水准连线上地物的理论沉降量情况，通过比较高相干点与对应ＡＢ连线位置的沉降量，评价ＩｎＳＡＲ监测沉降趋势的精确性。２．２　精度验证结果分析１）点－点验证方法精度评价结果。选取符合点－点验证条件的外业水准点共１２个。表１给出了利用外业水准点——— ＩｎＳＡＲ高相干检查点（点－点）方式对ＩｎＳＡＲ结果进行精度验证的结果。由表２可以看出，使用点－点方法检验ＩｎＳＡＲ检测地面沉降结果，整体中误差为２．８ｍｍ／ａ，最大误差为５ｍｍ／ａ，误差最小的则与外业沉降水准监测结果一致。获取的ＩｎＳＡＲ沉降结果与对应区块的外业水准点沉降值趋势一致，证明ＩｎＳＡＲ沉降监测结果的可靠性。表２　点－点方式地面沉降观测精度Ｔａｂ．２　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｌ　Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆＰｏｉｎｔ　ｔｏ　Ｐｏｉｎｔ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｍｍ／ａ点位名称水准测量ＩｎＳＡＲ差值Ⅱ 上水０７－９－６　３ｓ３１１（石狮）

　－２４－２０　４Ⅰ 杭广南２０－７－４　３禹峰小学－７－５　２Ⅱ 上工水０７－３－３　０ｓ３０５（高速闸）

　－５－１　４Ⅱ 上工水０６－５－７－２围垦局联防队－５－４　１Ⅱ 上工水１６－３－６－３Ⅱ 上工水１７－１２－１４－２Ⅱ 上工水１８－１８－１３　５Ⅰ 杭广南１６－１－９－９　０中误差 ±２．８２）点－面验证方法精度评价结果。对ＩｎＳＡＲ地面沉降监测获取的离散的ＩｎＳＡＲ高相干点目标结果进行内插处理，得到空间连续的形变结果（图７），从而获取与水准点位置对应的沉降值，与外业水准实测值进行比对，评价结果如表３所示。图７　水准点－内插点沉降对比示意图Ｆｉｇ．７　Ｓｋｅｔｃｈ　Ｍａｐ　ｏｆ　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎＬｅｖｅｌｉｎｇ　Ｐｏｉｎｔｓ　ａｎｄ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ　Ｐｏｉｎｔｓ５０１

　测绘科学第４１卷表３　水准点－ＩｎＳＡＲ内插点地面沉降观测精度Ｔａｂ．３　Ｇｒｏｕｎｄ　Ｓｕｂｓｉｄｅｎｃｅ　Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｌ　ＡｃｃｕｒａｃｙＯｆ　Ｌｅｖｅｌｉｎｇ　Ｐｏｉｎｔｓ　ａｎｄ　ＩｎＳＡＲ　Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ　Ｐｏｉｎｔｓｍｍ／ａ点位名称水准测量ＩｎＳＡＲ差值Ⅱ 上水０７－９－６　３ｓ３１１（石狮）

　－２４－１６　８Ⅰ 杭广南２０－７－４　３禹峰小学－７－５　２Ⅱ 上工水０７－３－２　１ｓ３０５（高速闸）

　－５－２　３Ⅱ 上工水０６－５－５　０围垦局联防队－５－１　４Ⅱ 上工水１６－３－６－３Ⅱ 上工水１７－１２－１１　１Ⅱ 上工水１８－１８－１５　３Ⅰ 杭广南１６－１－９－７　２中误差 ±３．４依据表３评价结果，可发现点－面验证与点－点验证结果精度基本相当，ＩｎＳＡＲ沉降监测结果的评价精度为３．４ｍｍ／ａ。３）点－线验证方法精度评价结果。本文选取上虞区块水准环线中ｓ３１１（石狮）、Ｉ杭广南２０两相邻水准点为例进行说明。该水准点连线间地物较为单一，位于城区沉降中心边缘地区。以水准连线为中心，选取周围６０ｍ区域作为缓冲区，如图８所示。图８　缓冲区高相干点位置Ｆｉｇ．８　Ｓｋｅｔｃｈ　Ｍａｐ　ｏｆ　Ｈｉｇｈ　Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ　Ｐｏｉｎｔ　ｉｎ　Ｂｕｆｆｅｒ图９给出了水准连线与缓冲区内高相干点沉降量对比示意图，其中水准点ｓ３１１为原点，其水准沿线位置设为０，横轴为ｓ３１１与杭广南２０水准点沿线距离，纵轴为年平均沉降量。由图９可以看出，高相干点的沉降趋势基本符合水准连线的沉降趋势，项目以水准点连线沉降趋势为理论沉降值，计算出高相干点与对应位置的理论沉降值的中误差为５．５ｍｍ，在一倍中误差范围内的高相干点占总数目的７８．８％，证明了水准点之间的Ｉｎ－ＳＡＲ高相干点沉降监测值的可靠性，也表明此段沉降区域的沉降监测趋势符合理论值。该方法将水准路线周围的沉降高相干点在假设沉降中心存在并且其周围呈线性变化的前提下，克服了传统的方法进行单点验证的局限性，将地面沉降基于水准监测和ＩｎＳＡＲ监测这两种监测结果在趋势上进行分析比较，使得评价结果更加符合实际。图９　缓冲区高相干点与水准连线沉降量对比Ｆｉｇ．９　Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｈｉｇｈ　Ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ　Ｐｏｉｎｔ　ｉｎ　Ｂｕｆｆｅｒａｎｄ　Ｌｅｖｅｌｉｎｇ　Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ３　ＩｎＳＡＲ沉降监测成果外业实地核查　　根据上虞ＩｎＳＡＲ沉降监测结果，挑选３０余处地面沉降严重区域，进行野外实地核查。这些区域主要分布在城区及沿海围垦地带，调查发现，这些地区主要是工程性沉降为主。图１０为一个典型沉降区域，是一新建小区，共３排高层建筑。图１０　外业调查区域影像图Ｆｉｇ．１０　Ｉｍａｇｅ　Ｍａｐ　ｏｆ　Ｆｉｅｌｄ　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ根据ＩｎＳＡＲ监测结果，这３排高层建筑相比建筑之间的空地及周边区域存在明显地面沉降，沉降值年均速率最大达到３０ｍｍ／ａ。通过实地调６０１

　第９期引用格式：骆光飞，陈捷，祝彦敏．浙江平原时序ＩｎＳＡＲ地面沉降监测［Ｊ］．测绘科学，２０１６，４１（９）：

　１０２－１０７．查，发现由于建筑与周边地面严重的不均匀沉降，该小区存在明显的道路错位、楼体与地面分离、墙体开裂等现象（图１１）。图１１　外业实地核查照片Ｆｉｇ．１１　Ｆｉｅｌｄ　Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｐｈｏｔｏ外业实地核查结果表明，使用ＩｎＳＡＲ技术进行地面沉降反演，可以快速、直观、有效地发现地面沉降严重区域及沉降中心，且使用ＩｎＳＡＲ观测的沉降中心具有很高的几何位置精度（如上文可精确到某一幢建筑物），更有利于沉降原因的分析，表明应用ＩｎＳＡＲ技术进行大范围高精度地面沉降监测和工程性地面沉降监测是切实可行的。４　结束语利用ＩｎＳＡＲ技术进行地面沉降...

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