联合InSAR技术与GNSS技术的沿海城市地表形变研究

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近年来,日益频发的城市地质灾害威胁着民众的人身以及财产安全。而以全站仪形变监测与GNSS形变监测为代表的传统监测手段难以做到对地质灾害发生点的前期识别。因此一种对城市区域的地表形变情况具有广泛观测能力以及周期化监测能力的形变监测技术手段进行普查以及监控显得十分必要。将干涉测量技术在形变测量灵敏度上的优势,结合合成孔径雷达传感器面状测量的特点以及雷达影像在空间分辨率上的优势的合成孔径雷达干涉测量技术(InterferometricSyntheticApertureRadar,InSAR技术)应用于对地观测将可以克服传统形变监测技术的缺点,做到对监测范围内微小形变的识别。而在InSAR技术的基础上发展而来的时间序列InSAR技术(Time-Series InSAR, TS-InSAR),则使用多幅SAR影像数据用于获取研究区域的形变速度场以及相干点上的形变历史。
  本文使用TS-InSAR技术获得深圳市以及香港特别行政区两个相邻的沿海城市范围内的形变年均速率分布图以及相干目标的形变时间序列。同时使用多期静态网的方法计算香港特别行政区内的GNSS观测网络中站点的三维形变时间序列。通过对观测结果中发现的几处出现地表沉降的区域进行空间分析,得出研究区域中填海区域以及地下工程开展区域为沉降现象集中的区域,沉降的速率变化符合自固压缩特征。在这些区域上进一步使用两种不同的TS-InSAR技术进行形变特征研究,得出PSI方法在空间分辨率方面优于SBAS方法。而GNSS静态计算结果显示网络中大部分站点的监测结果均处于稳定状态,经过交叉验证局部站点与TS-InSAR获取的形变结果在趋势上具有一定的一致性。
  实验结果说明TS-InSAR技术具有周期性对地形变监测的能力。与GNSS技术相比,TS-InSAR技术所获取的形变监测结果具有更高的空间分辨率。因此TS-InSAR在地表形变的普查任务中具有显著的优势。使用TS-InSAR技术获取的城市地表形变速度场以及地面相干目标点的形变时间序列两种主要成果,对该区域的地表形变普查研究以及地表形变的灾害评估具有参考价值。
  
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