GPS与InSAR结合技术在滑坡监测中的应用.pdf

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1、第1期矿山测量NO．12010年2月MINESURVEYINGFeb．2O1Odoi：10．3969／j．issn．1001—358X．2010．O1．014GPS与InSAR结合技术在滑坡监测中的应用方亿锋(广东省惠州七五六地质测绘工程公司，广东惠州516300)摘要：合成孔径雷达干涉测量技术(1nSAR)应用于地面形变监测已经成为地质灾害研究热点。文中分析了InSAR技术在滑坡变形监测中的特点与技术优势，监测中GPS与InSAR的结合能够同时提高监测在空间域与时间域的分辨率；叙述了GPS与InSAR结合技术的理论与方

2、法，说明利用干涉雷达结合GPS技术对滑坡进行监测是可行的，具有十分广阔的应用前景。关键词：合成孔径雷达干涉测量(InSAR)；雷达差分干涉测量(D—InSAR)；滑坡监测中图分类号：P228．4文献标识码：B文章编号：1001—358X(2010)01—0048—04当前，GPS技术和InSAR技术被应用于滑坡体监以来，InSAR技术得到发展。近lO年来，欧美等发达测，主要依赖于二者都可以向全球用户全天候地连续国家已开始致力于研究使用该技术监测形变，特别提供监测数据。然而，这两种技术各自的优缺点又十是其形变探测精度可达m

3、m级的潜能及连续空间覆分明显，如：GPS技术有很高的时间分辨率，但是其空盖的能力，已被认为是前所未有的新的空间观测技问分辨率却很低；InSAR有比较高的空间分辨率，但是术。其时间分辨率却不理想。为此，可以把这两种技术相InSAR(包括D—InSAR)技术应用领域比较广结合，相互补偿，以达到较高的监测精度。泛，除了用于建立大规模的数字高程模型(DEM)和地形制图外，其他的应用领域还包括洋流，水文、极1应用GPS技术监测滑坡体的可行性地研究、地震、火山灾害、地表沉降、森林研究和山体变形监测通常要达到毫米级或亚毫米级的精滑坡等

4、。用InSAR技术对滑坡进行变形监测，国外度，而监测的边长一般为300～1000in。用一个基准研究比国内早一些，l996年Fruneau等人对法国南点进行这样的模拟试验，利用5hGPS观测值求出监部的SaintEtiennedeTin滑坡现象使用D—InSAR技测点平面位移分量中误差约为0．4mill；利用2hGPS术进行了监测，几十个干涉图使用ERS一1／2InSAR观测值求出监测点平面位移分量中误差约为0．6数据序列生成并从中提取位移梯度图，利用它们模mm；利用lhGPS观测值求出监测点平面位移分量中拟该地区的变形

5、模型，处理结果与常规方法离散观误差约为1．0mm。若利用两个基准点，其监测精度测吻合程度很高。可进一步提高。国内方面，InSAR技术对地面进行变形观测的滑坡体的地面垂直形变量d则表示为该点的两研究和应用领域涉及地面沉降和地震形变。游新兆期正常高之差，而对于同一测站点，因GPS测量是在等在长江三峡工程库区首次利用欧空局提供的1992WGS一84地心坐标系中进行的，其提供的高程(大年5月至2000年4月间的42幅ERS一1与ERS一2地高)与我们通常要用的正常高之间存在着高程异的SAR数据表明，只要时间跨度不太大，地形起伏较

6、常，故地面垂直形变d也可表示为该点的两期大地大的山区亦能获得较为理想的干涉图像。在此基础高之差。根据武汉大学测绘学院的研究成果，GPS的大地高差中误差约为1．7mln，完全满足了滑坡监上，游新兆等探讨了利用InSAR监测三峡工程蓄水测的需要。由此表明，只要采取一定的措施，利用过程的地表变形的可行性。李德仁等利用ERS一1GPS定位技术进行滑坡体监测是完全可行的。和ERS一2相隔1天的重复轨道SAR数据，经过差分处理对天津市地面沉降进行研究，得到的结果与2InSAR技术的变形监测应用水准测量求得的地面沉降等值线具有明显的一

7、致性2．1InSAR技术的应用现状和相似性。自从1969年首次应用合成孔径雷达干涉技术在台湾9．21地震的一年后，相关部门利用48第1期方亿锋：GPS与lnSAR结合技术在滑坡监测中的应用2009年2月GPS测量了灾区上千个坐标控制点，从而描绘出整形态。个地震所引起的重大地形变化。同时用InSAR技2．2InSAR数据源及处理术测量地震引起的地形变化，对断层两侧重要地表雷达卫星运行周期一般从24天(RADARSAT)地震前后的DEM进行描绘。由此从几个不同的数到44天(JERS一1)。下面表1列出了目前使用较为值地形变化

8、中，寻找出整个地形变化全方位的改变广泛的几种商用星载SAR系统及其特征参数。表1几种商用SAR系统及其特征参数在众多SAR系统中以欧洲空间局的ERS一1／2、恶劣的天气条件，甚至发生在夜晚，利用InSAR技术日本的JERS一1和加拿大的RADASAT等卫星的在滑坡的监测中可以发挥不可替代的重要作用。SAR图像为代表，