PSInSAR技术在公路沉降监测中的应用研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文PSInSAR技术在公路沉降监测中的应用研究学位申请人：姜珊珊学科专业：交通运输规划与管理指导教师：马飞虎副教授答辩日期：2018.6.3独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个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和撰

2、写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期__2018.6.3___关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期2018.6.3摘要PSIn

3、SAR技术在公路沉降监测中的应用研究摘要随着我国交通事业的快速发展，高等级公路的数量不断增加，但是由于受到人为因素和自然因素的影响，公路及其周边会发生沉降变形，严重的沉降变形则会造成公路的裂缝、塌陷等，给公路的行车安全带来威胁。因此，为了保证公路的安全运营，对公路沿线进行地面沉降监测，及时发现沉降严重区域并进行治理有着重要的意义。传统的公路变形监测手段如水准测量野外作业时间长、需要消耗大量的人力和经费，无法适应公路快速发展的监测要求，差分雷达干涉测量（DInSAR）技术拥有监测范围广、空间分辨率高的特点，逐渐地在沉降监测中发挥出重要的作用，但其容易受到时空失相关和大气延迟

4、因素的影响，为了克服DInSAR技术的局限性，本文利用永久散射体合成孔径雷达干涉测量技术（PSInSAR）对公路的沉降监测进行了研究，为今后PSInSAR技术监测公路沉降提供参考。主要的研究内容包括：以京津高速公路北京段化工桥到亦庄站的路段为实验区，采用TerraSAR-X的1m分辨率数据、3m分辨率数据和Sentinel-1A的5m×20m分辨率数据进行PSInSAR沉降监测，对不同波段和分辨率的雷达影像数据在公路监测中的应用特性进行分析。实验结果显示，在速率场的空间分布上，三种数据的结果表现出一致性，沉降区域分布的位置相同，表明监测结果相对可靠；同时，分辨率越高的雷达

5、影像在处理过程中识别出了更多的高相干点即PS点，能够体现出公路的沉降细节情况；X波段的数据和C波段的数据处理得到的累积沉降量时序变化的趋势相近，但X波段数据的沉降时序变化较C波段更加平滑，长波段数据在处理过程中容易带来相位的噪声影响。结合2015年、2016年北京地下水的水位变化以及降雨量情况，将利用PSInSAR处理得到的公路沿线的沉降结果与其进行叠加分析，结果表明，地下水的开采对沉降产生了一定的影响；其次公路及其两侧的沉降剖面图显示，公路所在位置处于沉降速率剖面图的波谷处，也即公路附近的沉降速率较两侧更大，说明公路产生的动荷载对地面的沉降也产生了一定的影响。通过实验结

6、果分析表明，利用PSInSAR技术对公路沉降进行监测可以得到较大范围的公路的沉降结果，同时，中等分辨率的数据处理结果可以提供沉降定性的参考，高分辨率的雷达影像可以为公路的沉降情况提供更加精细化的结果，可为监测地面沉降以及确保高速公路的正常运行等相关措施的制定提供宝贵的参考信息，具有重要的意义。关键词：雷达干涉测量，永久散射体方法，沉降监测，京津高速公路，TerraSAR-X，Sentinel-1AIAbstractApplicationofPSInSARTechnologyinMonitoringHighwaySubsidenceABSTRACTWiththerapidd

7、evelopmentofChina'stransportationindustry,thenumberofhigh-gradehighwayisincreasing.However,duetohumanandnaturalfactors,subsidenceanddeformationwilloccuronhighwaysandsurroundingareas.Severesubsidencewillcauseroadcracks,collapses,etc.Itwillposeathreattoroadsafety.Ther