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基于Sentinel-1A 数据的地表形变监测刘智学1，薛东剑1*（1.成都理工大学 地球科学学院，四川 成都 610059）摘 要：提取滑坡形变数据、分析形变趋势对地质灾害防治工作具有指导意义。
合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR ）具有全天候、全天时精确获取地表形变数据的能力，是当前形变监测的重要手段。
分别利用DInSAR 和SBAS-InSAR 技术处理了 22景哨兵一号（Sentinel-1）C 波段数据，得到了四川省安州区高川乡大光包滑坡2018年3月－2020年2月的形变数据特征。
结果表明，大光包滑坡点共有3个相对明显的形变区域；近两年的平均形变速率最高不超过100 mm/a ，其形变时间序列随降雨量变化具有周期性；总体地表形变趋于稳定，周边地区中小型地震的发生没有造成地质灾害隐患。
关键词：Sentinel-1；DInSAR ；SBAS ；形变监测；大光包滑坡中图分类号：P237 文献标志码：B文章编号：1672-4623（2021）11-0092-04收稿日期：2020-07-22。
项目来源：四川省科技计划资助项目（2019YJ0505）。
（*为通信作者）doi:10.3969/j.issn.1672-4623.2021.11.024我国西南地区受印度板块向亚欧板块俯冲影响，是地震活动发生极频繁且强烈的区域，地震带来的次生地质灾害不可计数。
在所有地质灾害中，滑坡是最常见的类型，占地质灾害总量的70%以上[1]。
由2008年汶川地震（里氏震级8.0 Ms 、矩震级8.3 Mw ）引发的大光包滑坡是世界上规模最大的滑坡点之一，其内潜藏的大量安全隐患足以对当地造成数十年的影响。
因此，为避免震后次生灾害威胁，需要对高风险区域进行长期监测。
早期的滑坡形变探测方法包括大地测量法、GPS 法、自动伸缩计法和分布式光纤法等[2]；但这类以点探面的监测方法很难全面反映滑坡区域的形变特征，易导致分析结果与实际情况间存在较大误差。
InSAR形变大数据在沿江城市中的研究与应用近年来，沿江城市持续面临着自然灾害的威胁，其中地质灾害是其中一大隐患。
为了准确了解地质灾害的演变趋势和影响范围，研究人员引入了InSAR（合成孔径雷达干涉测量）形变大数据，并在沿江城市中进行了广泛的研究与应用。
本文将重点探讨InSAR形变大数据在沿江城市中的研究方法和应用效果。
一、InSAR原理及数据获取InSAR技术是通过分析重复观测获得的合成孔径雷达数据，来测量地表的形变以及其导致的地壳运动。
InSAR技术主要分为两个步骤，即雷达成像和干涉处理。
雷达成像主要通过辐射能量的发射和反射来生成地表图像，而干涉处理则是将连续的测量成像结果进行相位比较，得到地表形变信息。
数据获取方面，InSAR技术主要依赖卫星上搭载的SAR（合成孔径雷达）传感器，通过周期性的观测从而获得连续的形变数据。
目前，InSAR形变数据的分辨率和覆盖范围已经大幅提高，为进行精细化的城市地质灾害监测提供了数据支持。
二、沿江城市中的InSAR形变研究1. 地质灾害监测沿江城市位于河流附近，地质灾害风险较高。
InSAR形变大数据通过对地表形变进行监测与分析，可以帮助研究人员及时发现地震活动、滑坡、地面下陷等地质灾害现象，并提前预警，为城市安全防护提供科学依据。
2. 城市地面沉降大部分沿江城市都存在地面沉降问题，这一问题严重影响了城市基础设施的安全与稳定。
通过InSAR形变数据的分析，可以准确测量地面沉降的速率和范围，为城市规划和土地资源管理提供重要参考信息，并制定相关政策和措施来遏制和修复地面沉降问题。
3. 水体变化监测河流是沿江城市重要的自然资源，但同时也给城市带来了洪涝灾害的威胁。
InSAR形变大数据可以监测到河流蓄水、退水和引起的地下水位变化等，为城市对洪涝灾害的预警和防范提供重要信息。
三、InSAR形变大数据在沿江城市中的应用效果InSAR形变大数据在沿江城市中的应用效果显著。
通过研究人员的努力，在灾害监测、资源管理和城市规划等领域取得了以下成果：1. 实时监测能力增强利用InSAR形变大数据，研究人员可以建立实时形变监测系统，及时监测到地质灾害的演变趋势，提前采取相应的预警和控制措施，从而减少损失，确保人身安全和城市稳定。
InSAR沉降监测及地质灾害风险评估研究一、引言InSAR（干涉合成孔径雷达）技术是一种通过使用雷达发射的电磁波与地面上的目标物相交、反射后形成的干涉图像来进行测量和监测的方法。
它在地质灾害监测和风险评估方面得到了广泛应用。
二、InSAR沉降监测1. InSAR原理InSAR通过比较两个或多个雷达图像，可以检测地面的微小变化。
当地面发生沉降时，相位差发生变化，从而在干涉图像中形成明暗相间的条纹。
通过解算这些条纹可以确定地表的沉降变化。
2. InSAR沉降的应用InSAR技术在监测地面沉降方面具有高灵敏度和大范围覆盖的优势。
它能够及时发现沉降现象，并对沉降的大小和空间分布进行精确的测量。
这对于城市建设、水资源管理和地下工程等领域至关重要。
3. 案例分析：InSAR监测大城市地面沉降以北京市为例，近年来由于地下水的过度开采和地铁建设等原因，北京市的地面沉降问题日益凸显。
利用InSAR技术，可以对北京市的地表沉降进行监测和评估，帮助相关部门制定有效的控制措施并预防地质灾害的发生。
三、地质灾害风险评估1. 地质灾害的概念地质灾害是地壳活动和自然因素作用于人类活动环境中造成的可能对生命、财产和环境造成严重危害的现象。
常见地质灾害包括地震、滑坡、泥石流等。
2. 地质灾害风险评估的重要性地质灾害风险评估是对地质灾害的发生概率、影响范围和损失程度进行全面评估，从而了解灾害风险的大小，以及采取有效的控制和管理措施。
通过评估和预测灾害风险，可以减少潜在风险和损失。
3. InSAR在地质灾害风险评估中的应用InSAR技术可以提供地表形变的高精度观测数据，为地质灾害风险评估提供重要依据。
通过对地表沉降、地表位移等数据的分析，可以识别潜在的地质灾害危险区域，并评估灾害的潜在影响。
四、InSAR沉降监测与地质灾害风险评估的结合1. 原理与方法将InSAR沉降监测和地质灾害风险评估相结合，可以更准确地预测地质灾害的发生概率和影响范围。
InSAR技术在地质灾害早期识别中的应用何朝阳;巨能攀;解明礼【摘要】我国川西地区近年来发生多次7.0级以上地震,诱发大量震裂山体.震裂山体有着高位隐蔽性特点,对灾区人民的生命财产造成了极大威胁.InSAR技术对于识别潜在崩滑地质灾害有着较好的应用效果,本文采用InSAR技术与地表专业位移监测方法对杂谷脑河左岸进行地质灾害识别.研究结果表明:通过InSAR技术识别出该区域存在3处变形体,其中黄泥坝子滑坡在2017年8月10日产生整体滑动,西山村滑坡仍在蠕滑变形,裕丰岩变形体(疑似滑坡体)为蠕滑变形;通过地表专业位移监测结果,显示西山村滑坡变形趋势与In-SAR结果一致,验证了InSAR结果的合理性;西山村滑坡体失稳后堆积体运动演化过程具有阶段性特征,即加速滑移阶段、减速滑移阶段、渐进稳定阶段.【期刊名称】《西华大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】8页(P32-39)【关键词】震裂山体;InSAR;GPS;疑似滑坡【作者】何朝阳;巨能攀;解明礼【作者单位】地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),四川成都610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),四川成都610059;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室(成都理工大学),四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】P642.22我国川西地区近年来发生了多次7.0级以上地震，不仅诱发了大量崩滑地质灾害，同时诱发了大量山体开裂。
这类山体在再次地震与降雨作用下将会再次损伤，从而诱发崩滑地质灾害，因此开展这类地区滑坡监测与探测工作具有一定的现实意义。
地震之后山体失稳事件频繁发生，表现出明显的地震地质灾害后效应。
黄润秋统计汶川地震后崩滑地质灾害相关资料后认为汶川地震灾区高频地质灾害将持续20～25年[1]。
同时台湾集集地震以及关东大地震等强震区同样存在明显的地震地质灾害后效应[2-3]。
基于InSAR技术的冕宁跨断层场地形变监测与分析赵强;苏琴【摘要】冕宁跨断层水准场地1-1C测段观测曲线从2016年6月开始出现大幅度突降,这是自汶川8.0级地震后四川地区出现的显著巨幅异常.针对该异常,使用Sentinel-1卫星影像数据,利用SBAS技术对冕宁跨断层场地进行沉降监测,通过SBAS-InSAR技术获取了变空间范围和幅度以及形变时间序列曲线.结果表明:(1)从空间看,形变中心位于西康温泉井附近;(2)从形变时间序列曲线上可以看出,沉降发生的时间与西康温泉井活动一致.因此,认为此形变是由西康温泉井抽水引起的.【期刊名称】《地震研究》【年(卷),期】2018(041)003【总页数】7页(P361-367)【关键词】冕宁;跨断层场地;InSAR;地面沉降【作者】赵强;苏琴【作者单位】中国地震局第二监测中心,陕西西安710054;四川省地震局测绘工程院,四川雅安625000【正文语种】中文【中图分类】P315.7250 引言InSAR技术是近几十年发展起来的空间大地测量技术，具有全天候、无接触、大范围、高空间分辨率、高精度等优势。
与以往的监测手段相比，InSAR技术具有实时动态、大尺度范围、高精度等优势，弥补了传统水准测量方法只能监测有限离散点的不足，在地面形变监测方面显示出巨大优势(张磊等，2017；季灵运等，2015)。
其中SBAS-InSAR技术，是一种时序分析技术，能够克服时空失相干和大气效应的影响，监测长时间间隔的地表形变，获得研究区域的沉降规律和演化特征，而且SBAS技术对影像数量的要求较低，在地表形变监测方面得到了广泛的应用(陈志谋等，2017)。
2016年6月，冕宁跨断层水准场地1-1C测段观测曲线开始出现大幅度突降，经过四川省地震局测绘工程院(以下简称测绘院)、四川省地震预报研究中心、中国地震局地震预测研究所、中国地震台网中心等多家单位10余次的实地调查核实和讨论，认为冕宁跨断层短水准场地2-1测段地表未见断层通过，表明该段未跨安宁河主干断裂；3-2和4-3测段跨安宁河主干断裂。
探讨 InSAR技术在自然灾害生态环境监测方面的应用和进展摘要：本文主要介绍了InSAR技术及其在灾害预警中的应用，另外还介绍了其升级版PSInSAR技术，包括自然灾害生态环境中的基本原理、处理方法和技术工作流程和优势。
有效针对城市地区的地表变形和沉降监测、火山和地震监测、冰川运动、矿山和油田非法采矿事件的研究和预防具有非常高的应用潜力。
同时利用卫星，还可以获取大规模全天候动态监测数据，全球定位系统为InSAR提供高精度、高时间分辨率的可靠数据。
关键词：InSAR；自然灾害监测；生态监测；应用进展InSAR在数字高程模型、洋流、水文、林业、沿海地区、地面沉降、火山地震活动和极地研究等方面有许多应用。
该技术可以在全球范围内获取大面积高精度、快速准确的数字高程模型，尤其是针对一些传统测量方法无法实现的偏远地区。
1.InSAR技术的基本测量原理合成孔径雷达干扰的物理机制来源于“杨氏双缝干涉实验”。
电磁波或光波通过两条狭缝以不同的传播距离到达接收屏上的同一位置，使两路光波产生一定的相位差，造成相位重叠或抵消，出现明暗条纹。
InSAR是基于这一原理发展起来的新技术，在观测中，干涉实验的两条缝与两颗相邻城市卫星的轨道空间位置相同，光波成为雷达电磁波，地表类似于接收屏幕。
在数据处理中，通过对沿卫星重复轨道获得的两幅SAR图像中对应像素的相位值进行分析，可以得到相位差图，一般称为干涉相位图。
干扰相位是参考椭球、地形起伏、大气和地面异常等因素的实现。
将InSAR技术应用于地表变形监测时，常用的地表信号提取方法主要有2轨配合外DEM法、3轨法和4轨法。
其中，双轨配合外部DEM方法应用最为广泛，主要利用变换周期内的两幅SAR图像和对应区域的外部DEM完成微分干涉处理，使用跨越变形周期的两幅SAR图像进行干涉，去除椭球相位，然后在图像干涉域范围内对外部DEM配准进行采样，并根据干涉基线和外部计算该信息，通过从DEM高程信息干扰相位中减去地形相位信息，最终得到包含变形信号的干扰相位。
