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基于PS-InSAR技术的不同类型地表形变观测实验研究

作　者: 徐小波
导　师: 马超; 屈春燕
学　校: 河南理工大学
专　业: 测绘科学与技术
关键词: PS-InSAR 断层运动城市沉降滑坡
分类号: P225.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 22次
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内容摘要

近几年快速发展起来的永久散射体差分干涉测量（Permanent ScatterersInSAR,PS-InSAR）技术很好地克服了常规D-InSAR技术的时空失相干、大气相位等影响因素。PS-InSAR技术只提取雷达图像上具有稳定散射特性的像素点（即PS点）为研究对象，通过差分干涉、相位解缠、相位回归分析来获取这些PS点的形变量及其形变规律。通过这些高相干性PS点的形变情况来分析PS所在区域的形变。文中较为详尽地介绍了PS-InSAR、D-InSAR技术的原理、相位组成及其各自的技术处理流程。对PS-InSAR、D-InSAR技术国内外的研究现状进行了概述。利用PS-InSAR技术对断裂带地壳微小位移、城市沉降及地质滑坡这三大典型地质灾害进行了监测研究，分别以祁连山海原断裂带、河南省安阳市及陕西省子长滑坡区为研究区进行了研究分析。研究结果如下：a)以位于祁连山海原断裂带北盘的海原县为研究区，利用2003年8月至2009年12月间的21景ENVISAT ASAR数据采用PS-InSAR技术研究海原断裂带地壳微小位移。结果得出位于海原断裂带北盘的海原县位移速率处于-7mm/a～-9mm/a之间,从2003年至2009年，PS点卫星视线向的累积相对位移量达-40mm～-60mm，具有远离卫星运动趋势，即海原断裂带北盘表现出自东向西运动趋势，说明海原断裂带具有左旋走滑特征。研究结果与其他学者利用GPS、传统地质学方法研究海原断裂带的结果有较好的一致性。b)采用2008年3月至2009年12月间的11景ENVISAT ASAR数据研究分析河南省安阳市的城市沉降。研究区覆盖了安阳市主城区及其西郊的水冶镇地区。结果得出：1）安阳市区内主要有龙安区、殷都区、北关区、文峰区四个区因地下水抽取导致了地表沉降现象，其中文峰区沉降量最大且沉降范围也最广。安阳市沉降速率在-7mm/a～-38mm/a之间，在22个月的时间内发生了最大累计形变为-62mm；2）位于安阳市西郊的水冶镇地区因地下采矿发生了沉降现象，该区域的沉降速率主要集中在-12mm/a～-30mm/a之间，最大累计形变量达-59mm。c)对于地质滑坡的形变研究，以陕西省子长滑坡区为研究区，采用2009年5月至2010年9月间的13景ENVISAT ASAR数据采用PS-InSAR技术监测研究子长地区的滑坡形变。研究结果得出在子长县周边有黄草湾、董家寺及梁家渠三个区域发生了滑坡形变，并相应的给予了量化分析。

全文目录

致谢  4-6
摘要  6-7
Abstract  7-9
目录  9-11
1 绪论  11-19
  1.1 研究目的及研究内容  11-12
  1.2 D-InSAR 技术应用概述  12-15
  1.3 PS-InSAR 技术应用研究现状  15-17
  1.4 论文组织结构  17-18
  1.5 技术路线  18-19
2 PS-InSAR 技术原理与方法  19-33
  2.1 D-InSAR 技术原理与相位组成  19-21
  2.2 D-InSAR 技术的局限性  21-22
  2.3 PS-InSAR 原理及相位组成  22-24
  2.4 PS-InSAR 技术处理流程  24-30
    2.4.1 SAR 影像的辐射校正  25-26
    2.4.2 参考主影像的选取  26-27
    2.4.3 干涉对的配准及重采样  27
    2.4.4 PS 点选取  27-30
    2.4.5 PS 点差分干涉、回归分析与形变结果获取  30
  2.5 PS-InSAR 技术残差相位解译  30-33
3 海原断裂带地壳微小位移监测研究  33-41
  3.1 海原断裂地质地貌概述  33
  3.2 研究区及数据介绍  33-34
  3.3 研究区 PS-InSAR 处理  34-37
  3.4 研究结果分析  37-40
  3.5 本章小结  40-41
4 河南省安阳市沉降形变监测研究  41-59
  4.1 城市沉降概述  41
  4.2 研究区介绍  41-42
  4.3 数据处理及结果分析  42-58
    4.3.1 SAR 数据介绍  42-43
    4.3.2 PS-InSAR 数据处理  43-58
  4.4 本章小结  58-59
5 陕西子长滑坡区 PS-InSAR 监测研究  59-69
  5.1 子长地质地貌概述  59-60
  5.2 研究区及数据介绍  60-61
  5.3 PS 处理及结果分析  61-67
  5.4 本章小结  67-69
6 结论与展望  69-73
  6.1 结论  69-70
  6.2 展望  70-73
参考文献  73-77
作者简介  77-79
学位论文数据集  79

基于PS-InSAR技术的不同类型地表形变观测实验研究

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