基于insar技术的城市地面沉降灾害监测研究

《基于insar技术的城市地面沉降灾害监测研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第8期武汉大学学报·信息科学版Vol.33No.82008年8月GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityAug.2008文章编号:167128860(2008)0820850204文献标志码:A基于InSAR技术的城市地面沉降灾害监测研究112张诗玉李陶夏耶(1武汉大学卫星导航定位技术研究中心,武汉市珞喻路129号,430079)(2波茨坦地学研究中心,德国波茨坦)摘要:基于开放源代码软件平台DORIS和自主开发的大气效应和基线误差消除模块,对河北廊坊市、霸州市胜芳镇2003～2007年ENVISAT卫星

2、的SAR影像进行了差分干涉测量处理。通过该地区的GPS站网,削弱了部分大气对流层折射延迟的影响,并融合SRTM3DEM对平地效应残留误差进行了估计,从而精确地获取了该时期的地面沉降量及沉降漏斗中心。关键词:大气效应;基线误差;GPS;SRTM;地面沉降中图法分类号:P221;P225.1[224]在大规模超采地下水与补给源减少的综合作显示了强大的优越性。目前,国内外一些城市用下,地下水水位的持续下降形成了地下水水位已进行了一些实验研究,并取得了较好的成果,主降落漏斗,导致地层岩土力学平衡被破坏,粘性土要有意大利的Bologna城、墨西哥的墨西哥城等[529]层压密释

3、水,从而造成地面沉降。地面沉降在形和中国的天津、苏州和上海等地。然而,In2成之后,一般是不可恢复的,要有效预防地面沉SAR的测量精度受到多种因素的影响,如时间去降,就必须有完善的监测设施和配套的禁采控沉相关降低了干涉图相位的质量,大气对流层延迟措施。地面沉降一般较为缓慢微小,一般方法难造成了干涉图形变的假象,卫星轨道误差在干涉以捕获全面的沉降信息。基岩标、分层标组成的图中引起附加条纹,这些因素都严重限制着In2[10]地面监测体系受限于点位数量和分布,只能获取SAR精度及其进一步的应用。本文利用开放有限点位的水位变化信息;常规水准测量也只是源代码软件平台对河北廊坊

4、市、霸州市胜芳镇在固定的线路上,难以掌握整个地区的地面沉降,2003～2007年ENVISAT卫星的SAR影像进行且周期长、费用高,无法满足实时或准实时的需了差分干涉测量处理。要。GPS技术可以监测地面高程变化,但短时段的观测精度难以与水准匹敌;GPS连续运行站网1实验区概况(continuouslyoperatingreferencestations,CORS)获得的高程精度较高(约5mm),但目前本文选取河北平原的河北廊坊市和霸州市胜[11]拥有该系统的城市有限,且站间距一般也在十几芳镇作为实验研究区。资料表明,由于地下水km以上,难以大范围应用于沉降灾害监测。

5、的超采,1975～1995年,河北山前平原区水位下降[1]近10a来发展起来的InSAR技术可近实10～45m,中部平原区水位下降20～60m,滨海地时地以mm级精度(高程)、高分辨率(水平方向区水位下降10～70m。区域性地面沉降与区域性2m级、十几m级)、大范围(100×100km以上)深层地下水水位下降相吻合,沉降中心与深层地下地探测雷达视线方向的地表形变。该技术首先在水水位降落漏斗中心也相互对应,目前已经形成沧地震形变、火山活动等大范围地表形变领域的监州、廊坊、霸州等7个沉降漏斗区。廊坊市的实地[12]测中获得了成功,后在城市地面沉降监测方面也调查结果表明,

6、井台相对抬升、拉裂、井房地面收稿日期:2008206215。项目来源:国家自然科学基金资助项目(40604002,40474002);高等学校学科创新引智计划资助项目(B07037);武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室开放研究基金资助项目(905152533205208)。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第33卷第8期张诗玉等:基于InSAR技术的城市地面沉降灾害监测研究851鼓起和抽水管变形弯曲等沉降

7、灾害点集中分布在本文利用二轨法差分干涉测量对数据进行处市区西北和东北两个区域,与地下水位降落漏斗相理,利用美国航天飞机测图任务(SRTM)3″分辨吻合,证明地面沉降是由开采地下水所致的。率(90m)DEM去除地形相位,利用Goldstein枝目前,河北平原已建立了基岩标、分层标、地切法(branch2cut)对干涉相位进行相位解缠。下水动态监测点等水文监测网和GPS观测点、水SRTMDEM是美国航天飞机在2000年2月11准点等组成大地测量监测网,InSAR技术正逐步日至22日的11d飞行中用雷达测图技术得到的得到应用。数字地表高程模型,覆盖了北纬60°至南纬5