嘉黎断裂东部地质灾害InSAR监测技术研究

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川藏铁路是国家“十三五”重点规划建设项目,也是我国西南地区的主要干线铁路之一,具有重要的战略意义和国防军事意义。其中嘉黎断裂是康定-林芝段的必经路线,嘉黎断裂地处青藏高原东南部,区域地势陡峭,地质灾害频繁发生且规模大。地质灾害的频发严重威胁川藏铁路的安全建设,对人类的生产生活造成严重威胁。因此,针对该区域开展地质灾害隐患调查与监测,对防灾减灾具有重要意义。合成孔径雷达干涉测量(Interferometeric Synthetic Aperture Rader,InSAR)技术作为新型微波遥感对地观测技术,具有高精度、低成本、全天时等优势。但在高山峡谷地区的高位远程地质灾害隐患识别与监测中,还存在一定的局限性,如地形起伏较大导致SAR影像产生几何畸变现象,造成隐患点的误判;卫星视线方向与真实地形条件存在差异,给隐患点的解译带来困难;植被茂密、积雪覆盖、大量级形变等容易导致SAR影像失相干,造成隐患点的漏识;雷达信号在传播过程中,受到大气影响产生大气误差,造成隐患点的漏识。本文以嘉黎断裂东部嘉黎-然乌为研究区,采用Sentinel-1A卫星升、降轨数据和ALOS-2升轨数据,分别采用SBAS、Stacking、MSBAS-2D等时序InSAR技术开展高位远程地质灾害隐患调查与研究,为该区域的地质灾害识别和监测提供技术上支持。本文具体研究内容和成果如下:(1)系统分析了常规差分地表形变监测和时序InSAR技术的基本原理和流程;重点分析了InSAR技术在高山峡谷区域隐患点识别面临的问题,如几何畸变、卫星视线方向与实际地形不符、干涉失相干和大气误差等,提出对应的改进方法,并结合实验进行改进方法的可行性验证;(2)利用Stacking技术获取了嘉黎断裂东部从2018年1月到2020年11月近3年时间间隔内Sentinel-1A升降轨、2014年9月到2019年5月时间间隔内ALOS-2升轨数据的年均形变速率结果;利用GIS的空间分析功能并结合光学影像,对地质灾害隐患点进行识别和统计;同时对典型隐患点进行多维时间序列监测和形变特征分析;(3)地质灾害风险性评价对研究区的地质灾害防治具有重要的参考意义,以然乌地区为研究对象,选择导致地质灾害发生的自然因子和诱发因子。基于GIS技术,采用层次分析-信息量模型进行地质灾害危险性评价,得到然乌地区地质灾害危险性评价图。
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