【摘 要】
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冻土是一种水、热、力性质极不稳定的多相复杂体系,具有空间异质性强、稳定性差的特征。气候变化和人类活动持续影响青藏高原冻土环境的动态平衡,威胁基础设施的安全性和稳定性。因此,基于一定监测手段对青藏高原冻土的季节性形变和热融现象进行监测具有重要的实际意义。青藏铁路是世界上最高、最长的高原线性结构,其沿线区域地貌景观复杂多样,季节冻土与多年冻土交替分布,使用传统监测手段对该区域冻土进行研究存在时效低、成
【基金项目】
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国家自然科学基金资助项目（40124120）；
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冻土是一种水、热、力性质极不稳定的多相复杂体系,具有空间异质性强、稳定性差的特征。气候变化和人类活动持续影响青藏高原冻土环境的动态平衡,威胁基础设施的安全性和稳定性。因此,基于一定监测手段对青藏高原冻土的季节性形变和热融现象进行监测具有重要的实际意义。青藏铁路是世界上最高、最长的高原线性结构,其沿线区域地貌景观复杂多样,季节冻土与多年冻土交替分布,使用传统监测手段对该区域冻土进行研究存在时效低、成本高等缺陷。合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR）技术具有高精度、高采集密度的特点,可在季节及长时间尺度上对冻土进行大范围的形变监测。本文以三江源北部青藏铁路沿线区域为研究区域,基于小基线集法（Small baseline subset InSAR,SBAS-InSAR）监测研究区冻土二维方向上的形变,研究冻土形变的时空分布特征、影响因素及其与气候变化的关系,可为该区综合环境治理和灾害评估的研究提供参考和技术指导。本文的主要研究工作如下:（1）传统的InSAR技术受雷达成像几何的限制,只能获得地表视线向的形变信息,难以反映地表真实的形变特征。本研究基于SBAS-InSAR方法,分析了110景Sentinel-1A卫星升降轨SAR影像,获取了研究区2017至2021年冻土两组雷达视线（Line of Sight,LOS）向的形变结果,结合SAR系统的几何参数信息,解算出冻土的二维形变结果。（2）本研究基于沱沱河基准站的全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）日度地表形变监测数据,对InSAR二维形变监测结果进行精度校验,分析InSAR技术监测研究区冻土形变的适用性。（3）基于解算的InSAR二维形变结果,本研究结合影响冻土稳定性的外部条件和内在因素,对冻土形变的空间分布特征进行分析。分析结果表明,地形地貌条件不同的冻土在垂直和水平东西方向上的形变存在显著差异。（4）对于重点监测区域,本研究基于提取的InSAR垂直向形变时间序列,结合由早期ALOS-1卫星SAR影像反演的垂直向InSAR形变监测结果、已知的热融灾害信息以及光学卫星历史影像,分析监测区域冻土的长时间序列变化情况。分析结果表明,持续发育的热融灾害对青藏工程的稳定性具有较大威胁。（5）本研究基于时间序列分解模型,提取了沱沱河站的GNSS和InSAR垂直向形变监测结果的季节性分量,结合日度气候变化数据进行对比分析。分析结果表明,两组形变监测结果均与真实的气候变化规律相吻合,可反映冻土真实的冻融循环变形。
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