基于InSAR技术的高速公路滑坡、路桥变形监测研究

时序InSAR 技术在公路沿线边坡监测中的应用|工程设计施工与管理v_ China Science & Technology Overview刘雨鑫(中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西西安710043)摘要：InSAR 技术作为一项新兴的遥感形变监测手段，在滑坡泥石流监测上有其独特的优势与特点。

本文以彭水至酉阳高速公 路某区域为例，使用SBAS 时序InSAR 技术计算了该地三年内的区域形变，对公路周边潜在和已有滑坡灾害进行评估和稳定性监测， 为工程建设安全性保障提供了基础监测数据。

关键词：InSAR ;地质灾害；监测；公路 中图分类号：P258 ; TP79文献标识码：A1. 研究区域概况彭水至酉阳高速公路，初测阶段贯通线全长约 107.589km 。

公路区域跨越彭水县和酉阳县，位于大娄山 脉北东侧与武陵山脉北西缘间的山地，区内山岭连绵，呈 北北东向延伸，走向与构造线方向垂直，属中低山区，平 均海拔763m ，最低海拔208m ,最高海拔约为1317m 。

区域内具较强烈的浸蚀、剥蚀构造地形特征，岩溶地形也 有一定程度的发育，其貌主要有山间河谷冲蚀型地貌、构 造溶蚀中低山地貌以及构造剥蚀、溶蚀中低山地貌三种 类型。

本文研究区域位于线路中段的洪渡镇及乌江村附近，靠 近乌江，为古滑坡区域。

该区域为公路边坡（如图1),其 形变与滑动会严重影响公路的安全性。

研究区域植被较为茂 密，最高约650m ,最低约285m ,存在高差约365m 。

2. 研究区域数据选取2.1 SAR 影像数据研究区域植被较为茂密，短基线X 波段的雷达影像易 发生时间失相干现象。

为保证影像的相干性，该地区宜采图2 SBAS 工作流程图文章编号：1671-2064(2020)18-0080-03用基线较长的U 皮段或C 波段雷达数据。

图1项目区域谷歌影像图收稿日期：2020-08-05作者简介：刘雨鑫（1995—)，男，湖北钟祥人，研究生，助理工程师，研究方向：InSAR 形变监测。

GBInSAR技术在桥梁变形监测中的应用
戚斌;岳顺;宋亚宏
【期刊名称】《地理空间信息》
【年(卷),期】2017(015)007
【摘要】对地基合成孔径雷达干涉测量(GBInSAR)技术的监测原理和特点进行了深入研究;并利用该技术和全站仪对南京清凉门大桥进行了监测,将桥梁在雷达视线向的变形转化为桥梁本身垂直面真实的位移.通过对监测结果的计算分析可
知,GBInSAR技术的监测精度可达到0.1 mm;再将监测结果与桥面通行情况进行对比可知,清凉门大桥的变形量主要是由桥面荷载引起的,大桥处于稳定状态.
【总页数】2页(P97-98)
【作者】戚斌;岳顺;宋亚宏
【作者单位】蚌埠市交通基本建设工程质量监督管理局,安徽蚌埠 233000;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京 211100;河海大学地球科学与工程学院,江苏南京 211100
【正文语种】中文
【中图分类】P258
【相关文献】
1.基于GBInSAR技术的微变形监测系统及其在大坝变形监测中的应用 [J], 黄其欢;张理想
2.GBInSAR在大坝变形监测中的应用 [J], 郭乐萍;岳建平;岳顺;邱志伟;汪学琴
3.高精度BDS/GPS变形监测技术在桥梁监测中的应用研究 [J], 鄂明曦
4.变形监测技术在桥梁监测中的应用 [J], 侯娜
5.试析变形监测技术在桥梁监测中的应用实践 [J], 杨永波
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InSAR技术在滑坡监测中的新设想摘要在滑坡调查领域，遥感技术逐步取代传统地质测绘方法成为一种新的地质调查手段。

与众多遥感技术相比，基于雷达遥感应用的InSAR技术有着测量精度可达mm精度的技术优势，从而成为滑坡防治方面追逐的新手段。

然而现阶段，受空间分辨率的影响，其多用于监测大规模的地表变形。

本文通过分析InSAR技术工作的基本原理，提出一种新的滑坡监测设想——在充分利用其技术优势的基础上，测量单一目标点的三维坐标变化，从而通过位移——时间曲线，直观反映滑坡稳定状态。

关键词InSAR技术；滑坡；小变形监测1 InSAR技术的发展及基本原理InSAR技术的发展源于Thomas Young 在1991年完成的“杨氏双狭缝干涉实验”，两束波在通过两个狭缝时会具有不同的距离，引起波的叠加和削减，从而在白板上显示出明暗相间的条纹，即“干涉条纹”，当两束光波长一致时，会显示出亮条纹，当波长存在一个相位差是会显示出暗条纹，自此后续研究者开始了对InSAR技術的研究。

InSAR技术是一种合成孔径雷达干涉技术，通过使用微波探测地表目标，将两副设备同时观测同一地表目标，或者将一套设备对同一地面目标重复观测后，将两幅雷达映射图像对应像素的相位值进行相减，即都得到该地区的干涉相位差图，通过生成大规模的数字高程模型（DEM），从而得到该地区的地形图像，该技术能够监测地表的微型变化量，检测精度可以达到毫米级[1]。

2 InSAR技术在滑坡小变形监测中新设想的基本思路国内利用INSAR 技术监测滑坡的研究起步较晚并且案例相对较少，此外由于InSAR技术在对高程变化比对水平位移更加敏感，故现大多应用于地表沉降监测。

在滑体下滑过程中，滑坡后缘岩土体会出现大量的张拉裂缝，并且会生成具有明显陡坎的圈椅状地形，同时滑坡前缘会有明显的鼓胀现象。

较滑坡体而言，滑坡前缘以及滑坡后缘高程变化更加明显，故设想通过InSAR技术，实时监测其前后缘高程变化，建立高差—时间曲线，通过曲线变化反映边坡稳定状态[2-5]。

基于时序InSAR技术的桥梁形变监测关键技术研究
陈思名;仵江涛;杨凯;张锋;杨晓明
【期刊名称】《建筑技术》
【年(卷),期】2024(55)5
【摘要】桥梁结构安全监测是桥梁运营维护的重要手段,但传统的监测方法无法同时满足当前对于桥梁监测低成本、高精度的需求。

随着遥感数据精度及质量不断提高,小基线集干涉测量(SBAS–InSAR)技术成为监测地表形变的重要方法。

以陕西省咸阳市渭城区沣泾大道高架桥为例,利用InSAR技术对哨兵1号数据进行处理,通过优化关键参数,有效提高了桥梁监测结果的精度和质量。

结合实测数据对InSAR监测值进行相关性分析,二者呈显著性相关。

该研究结果表明,InSAR技术在桥梁监测方面具有较高的准确性和可靠性,可为桥梁形变监测提供技术支撑,更好地服务于桥梁日常的运营维护工作。

【总页数】5页(P587-591)
【作者】陈思名;仵江涛;杨凯;张锋;杨晓明
【作者单位】陕西建工第一建设集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】P237
【相关文献】
1.基于时序InSAR技术的三峡大坝及周边地区形变监测
2.基于双极化时序InSAR 技术的地表形变监测
3.基于时序InSAR技术的矿区形变监测与分析
4.基于时序
InSAR技术监测地表形变研究--以西安市为例5.基于SBAS-InSAR技术的广州市白云区长时序地表形变监测与成因分析
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insar技术在变形监测中的应用摘要：我国发生地面沉降灾害的城市已超过50个，全国城市地面沉降量并在逐年增长趋势。

地面沉降的过程一般都是循序渐进的、长时间累积而形成的地质灾害，且不可逆转，恢复困难，严重影响到城市建设的发展，是制约区域经济持续发展并对人民生命财产安全产生威胁的重要因素之一。

因此，及时准确地监测地面沉降及发展过程具有重要意义。

利用insar进行高精度的缓慢地表形变观测，可以有效地把握区域性地表形变宏观趋势，以弥补传统地质灾害地表形变监测手段空间覆盖范围有限。

关键词：insar技术；变形监测；基本流程；应用引言由于受到过度抽取地下水、大量开采煤矿等人为因素以及冰川漂流、火山运动等自然因素的影响，地球表面时刻发生着细微的形变，当形变积累到一定程度，将会引发严重的地质灾害，例如火山、地震、海啸、滑坡等，对自然环境以及人们的生命财产安全构成严重的危害。

在这种情况下，加强先进监测技术的研究和应用成为相关地质部门和企业的重要任务。

随着雷达遥感技术的不断进步，insar技术获得发展，为大范围地表形变的监测提供了有效保障，在地表形变监测中体现出较高的形变敏感度和空间分辨率，同时不会受到恶劣天气的影响，因此，insar技术具有十分重要的应用价值，值得相关部门和企业进行深入研究和推广。

一、insar技术基本原理insar技术即为合成孔径雷达干涉测量技术，其基本理论根据与干涉测量法有关。

干涉测量法主要是通过两个光源同时向同一目标发射相干光，然后以两束相干光的相位差为依据，分析和计算出目标的位置距离。

insar技术则是利用两组天线装置进行同步观测，或者进行两次平行观测，从而得到地面上同一景观的图像，因为目标位置与两组天线装置的位置存在一定的几何关系，从而在图像中产生相位差，形成干涉条纹图，将斜距向上的点和两组天线的位置差等具体信息数据记录下来。

因此，insar技术可以通过雷达波长、传感器高度、波束视向及天线基线距之间的几何关系，精确地测量出图像上每一点的三维位置和变化信息。

第１１期２０２３年４月江苏科技信息ＪｉａｎｇｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＮｏ １１Ａｐｒｉｌ，２０２３作者简介：吴铭飞（１９８８ ），男，江苏江阴人，工程师，博士；研究方向：桥梁变形监测技术㊂基于角反射器的越江大桥ＩｎＳＡＲ形变监测方法研究吴铭飞（上海城建城市运营（集团）有限公司，上海２０００２３）摘要：星载ＩｎＳＡＲ技术具有获取地表大范围㊁高精度形变位移信息的能力，已经成为对地形变观测的有效技术手段之一㊂文章将Ｃ波段ＳＡＲ影像用于越江大桥形变监测，利用角反射器提高监测结果可靠性与精度㊂以上海长江大桥作为监测对象，在大桥主桥和邻近区域安装４台角反射器，采用大桥区域时间跨度２０２０年９月至２０２２年３月的Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１Ａ卫星影像，通过多时相ＩｎＳＡＲ分析技术，获得了角反射器所在位置大桥形变速率与时序变化情况㊂研究结果表明，本文提出的基于角反射器的越江大桥ＩｎＳＡＲ形变监测方法可以实现越江大桥高精度形变监测㊂关键词：ＩｎＳＡＲ；角反射器；越江桥梁；形变监测中图分类号：Ｕ４４６ ２㊀㊀文献标志码：Ａ０㊀引言㊀㊀合成孔径雷达（ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ，ＳＡＲ）是自２０世纪５０年代开始发展的一种微波成像遥感技术㊂微波遥感可以穿透云雨，不受昼夜和气候的影响，能够实现全天时㊁全天候观测成像，甚至能够穿透植被和地表获取信息㊂另外，合成孔径技术极大改善了雷达成像分辨率，星载ＳＡＲ卫星被广泛应用于远距离㊁大范围的对地监测中，尤其在灾害监测㊁环境监测㊁海洋监测㊁资源勘查㊁农作物估产㊁测绘和军事等方面具有独特的优势㊂合成孔径雷达干涉测量（ＩｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃＳｙｎｔｈｅｔｉｃＡｐｅｒｔｕｒｅＲａｄａｒ，ＩｎＳＡＲ）技术在近３０年内发展迅速，尤其是时序ＩｎＳＡＲ技术的提出，通过对永久散射体（ＰｅｒｍａｎｅｎｔＳｃａｔｔｅｒｅｒ，ＰＳ）的干涉相位时序分析，获取高密度㊁高精度的地表沉降信息，使得ＩｎＳＡＲ成为地表形变监测的主要技术手段之一［１－２］㊂ＩｎＳＡＲ形变计算的精度与可靠性很大程度上取决于ＰＳ点的相位相干性和信号稳定性，可以利用散射信号稳定㊁相干性高的角反射器（ＣｏｒｎｅｒＲｅｆｌｅｃｔｏｒ，ＣＲ）来提高ＰＳ点密度与ＩｎＳＡＲ形变监测计算精度㊂本文将对现有ＩｎＳＡＲ变形监测技术特点进行阐述与分析，以上海长江大桥为研究对象，利用越江大桥及周边区域布设的角反射器作为辅助手段，基于星载ＩｎＳＡＲ技术监测上海长江大桥结构变形，并对角反射器散射效果和越江大桥形变特征进行分析㊂１㊀ＩｎＳＡＲ变形监测技术原理㊀㊀ＩｎＳＡＲ技术基于时间测距成像机理，通过卫星上装载的两副ＳＡＲ天线同时观测（单轨双天线模式），或两次平行的观测（重复轨道模式），获得同一区域的重复观测数据，即单视复数影像对㊂由于两副天线和观测目标之间的几何关系发生变化，同一目标对应的两个回波信号之间产生相位差，由此得到的相位差影像通常称为干涉图，结合观测平台的轨道参数和传感器参数等可以获得地面高程信息［３］㊂在此基础上，若需进一步获得地面目标几何位置相对于ＳＡＲ传感器发生的变化（即形变），则需要去除干涉相位中平地㊁地形等因素对相位的影响，这个过程被称之为差分干涉测量（ＤＩｎＳＡＲ）㊂根据地形相位去除方法的不同，ＤＩｎＳＡＲ可以分为二轨法㊁三轨法和四轨法，其中以二轨法最为常见㊂近年来，越来越多的高分辨率ＳＡＲ卫星发射并投入使用，ＩｎＳＡＲ监测领域由宏观㊁大尺度的区域地表监测拓展至更微观㊁局部的城市基础设施监测㊂交通基础设施是人居环境的重要组成部分，其结构健康问题关乎市民出行安全㊂多时相ＩｎＳＡＲ（Ｍｕｌｔｉ－ＴｅｍｐｏｒａｌＩｎＳＡＲ，ＭＴ－ＩｎＳＡＲ）的出现与发展进一步提高了基础设施监测的精准化与精细化㊂时至今日，ＩｎＳＡＲ已经成为道路设施全天时㊁全天候㊁大范围㊁高精度变形监测的有效技术手段㊂２㊀基于角反射器的ＩｎＳＡＲ数据处理流程２ １㊀角反射器设计原理㊀㊀角反射器是ＳＡＲ定标中使用较为广泛的无源点目标，一般具有大且稳定的雷达散射截面积（ＲａｄａｒＣｒｏｓｓＳｅｃｔｉｏｎ，ＲＣＳ），其ＲＣＳ远大于周围环境的散射，并且表现出与雷达波长和角反射器尺寸无关的３ｄＢ波束带宽（见图１）㊂角反射器一般采用铝制金属面板，结构简单㊁性能稳定㊁架设容易㊁成本低廉，固定安装于待监测区域㊂由于角反射器的散射特征和空间位置稳定，不仅可以作为ＳＡＲ辐射标定参考目标，还可以作为几何参照物，用于几何定标和ＩｎＳＡＲ形变参考㊂图１㊀角反射器工作原理目前，使用的角反射器大多采用三条棱边等长的三面角结构形式㊂常见的角反射器有矩形三面角反射器㊁扇形三面角反射器和三角形三面角反射器，其性能参数如表１所示［４］㊂表１㊀三类角反射器性能参数类型ＲＣＳ最大值３ｄＢ带宽／（ʎ）平均ＲＣＳ矩形三面角反射器１２πｂ４／λ２２５０ ７ｂ４／λ２扇形三面角反射器１５ ６ｂ４／λ２３２０ ４７ｂ４／λ２三角形三面角反射器ｂ４／３λ２４００ １７ｂ４／λ２㊀注：ｂ分别为矩形角反射器的正方形边长㊁扇形角反射的扇形半径和三角形角反射器的直角边长；λ为工作波长㊂三角形三面角反射器的３ｄＢ带宽大于矩形和扇形三面角反射器，但其ＲＣＳ值小于另外两种角反射器（见表１）㊂相关研究表明，当入射角度变化时，三角形三面角反射器的ＲＣＳ值缩减速率最小，在较大的角度范围内可以获得较大的回波功率㊂在实际定标过程中，角反射器朝向不可避免偏离ＳＡＲ雷达波入射方向，必须保证角反射器在较宽入射角度范围内都能取得较大的ＲＣＳ㊂因此，三角形三面角反射器的使用最为广泛㊂本文亦选取三角形三面角反射器作为形变参考点进行形变监测解算㊂２ ２㊀ＩｎＳＡＲ数据处理方法㊀㊀干涉相位是ＩｎＳＡＲ处理分析的基础㊂在理想情况下，两幅ＳＡＲ影像的干涉相位只与参考面㊁地形及地表形变有关㊂但在实际观测过程中，两次观测期间的目标散射特性㊁观测视角㊁大气条件等都有可能发生变化，干涉相位受失相干㊁大气延迟㊁地形相位补偿误差㊁卫星定位误差㊁相位解缠误差等因素综合影响㊂为了消除上述误差对真实形变相位解算的影响，产生了以ＰＳ和ＳＢＡＳ技术为代表的ＭＴ－ＩｎＳＡＲ时序分析技术［５－６］㊂ＭＴ－ＩｎＳＡＲ技术对构成干涉相位的各相位分量进行建模，真实的干涉相位组成如下：φ＝φｆｌａｔ＋φｔｏｐｏ＋φｄｅｆｏ＋φｏｒｂ＋φａｔｍ＋φｎｏｉｓｅ式中：φ为干涉相位；φｆｌａｔ为平地相位；φｔｏｐｏ为地形相位；φｄｅｆｏ为形变相位；φｏｒｂ为轨道误差相位；φａｔｍ为大气影响相位；φｎｏｉｓｅ为噪声相位㊂基于差分相位信息建立相位函数模型，将φｔｏｐｏ地形相位㊁φｏｒｂ轨道相位以及φａｔｍ大气延迟相位从干涉相位中分离出来，得到φｄｅｆｏ形变相位，进而计算出地面各点的形变信息，其处理过程如图２所示㊂图２㊀ＭＴ－ＩｎＳＡＲ时序分析处理流程３㊀角反射器布设方式３ １㊀上海长江大桥简介㊀㊀上海长江大桥位于中国上海市，东起上海市崇明岛，上跨长江水道，北至长兴岛与陈海公路相接后，汇入向化公路跨线桥㊂大桥于２００４年１２月２８日动工兴建，于２００９年１０月３１日通车运营㊂大桥总面积３４ ２３万平方米，线路长１６ ６３千米，跨越长江部分正桥长９ ９７千米；桥面为双向六车道高速公路，设计速度１００千米每小时㊂大桥选择了独特的 人 字形结构斜拉桥造型，相应于桥塔构型，主梁采用了分离结构，是上海市地标性建筑㊂大桥所处位置与实景照片，如图３所示㊂３ ２㊀角反射器的安装㊀㊀为提高上海长江大桥ＩｎＳＡＲ形变监测精度，项目组在上海长江大桥及附近区域安装了４个三角形角反射器，角反射器直角边长为１ ２米㊂其中，一个布设于上海市长兴岛隧桥管控中心，编号ＣＲＣＸ，如图４ａ所示；另外，３个角反射器布设在长江大桥上，编号图３㊀上海长江大桥位置与实景为ＣＲ１，ＣＲ２和ＣＲ３，３个角反射器的现场安装情况分别如图４ｂ，４ｃ和４ｄ所示㊂图４㊀角反射器安装现场考虑到野外防风和防积水，角反射器上安装了电磁波可穿透的聚乙烯塑料材质盖板㊂此外，大桥上安装的角反射器设计了专门的固定支架，可在不损害大桥表面结构的情况下，将角反射器平稳地固定在桥梁上下行车道中间的隔离带和叠合梁上㊂为了达到对ＳＡＲ卫星发射微波脉冲最佳的反射效果，角反射器安装的朝向垂直于卫星航向，并通过调整倾角使得角反射器的中心指向线对准雷达微波的入射方向㊂４㊀基于ＭＴ－ＩｎＳＡＲ的上海长江大桥形变监测４ １㊀影像数据㊀㊀为了充分利用上海长江大桥及周边区域安装的角反射器，本文选用２０２０年９月 ２０２２年３月覆盖上海长江大桥的４４景Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１Ａ卫星平台升轨ＳＬＣ单视复影像为数据源，观测模式为ＩＷ宽幅干涉，分辨率为５米ˑ２０米，极化方式为ＶＶ极化㊂选取２０２１年６月３０日的影像为ＰＳ处理主影像㊂本文采用由欧空局开发的ＳＡＲ影像处理软件（ＳｅＮｔｉｎｅｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍ，ＳＮＡＰ）进行影像数据处理，基于ＵＳＧＳ发布的３０米分辨率ＳＲＴＭＤＥＭ数据去除地形相位并进行地理编码，完成轨道校正㊁条带选择㊁主影像选取㊁配准与干涉图生成等处理步骤㊂辐射定标前后角反射器所在区域影像如图５所示㊂在强度影像中，角反射器区域表现为非常明亮的十字光斑，所在区域信噪比有极大的提升，可以作为稳定的干涉测量形变参考点㊂本文采用ＳｔａＭＰＳ进行时序分析与形变提取㊂ＳｔａＭＰＳ／ＭＴＩ（ＳｔａｎｆｏｒｄＭｅｔｈｏｄｆｏｒＰｅｒｓｉｓｔｅｎｔＳｃａｔｔｅｒｅｒｓ／Ｍｕｌｔｉ－ＴｅｍｐｏｒａｌＩｎＳＡＲ）方法由英国利兹大学Ｈｏｐｐｅｒ教授等学者于２００４年提出，该方法采用三维时空解图５㊀角反射器安装前后强度对比缠算法获取目标的时序形变信息，同时支持ＰＳ与ＳＢＡＳ处理方法，能提高时序ＩｎＳＡＲ在低相干区的监测能力㊂基于该方法，本文得到区域形变速率解算结果如图６所示㊂图６㊀区域形变速率４ ２㊀形变监测结果分析㊀㊀在默认情况下，ＳｔａＭＰＳ方法以解算得到的区域内所有ＰＳ点的 相位 形变 量平均值作为相对值，计算各点的相对形变量㊂为了更准确地获取越江大桥重点位置真实形变量，本文将长兴岛角反射器作为形变参考点，计算角反射器所在３处桥梁位置在２０２０年９月至２０２２年３月间的绝对形变量变化情况，结果如图７所示㊂由形变时序曲线图可见，ＣＲ１，ＣＲ２和ＣＲ３在监测期间内形变波动较小，形变区间基本处于以形变量０为对称轴ʃ１０ｍｍ范围内，符合正常运行状态下越江大桥形变变化特征㊂其中，ＣＲ１，ＣＲ２的形变波动范围比ＣＲ３更小，其主要原因是ＣＲ３安装于主桥斜拉桥段，相比于非斜拉桥段，斜拉桥形变状况更容易受温度㊁荷载变化影响㊂因此，利用角反射器可以实现对越江大桥形变的有效㊁高精度监测㊂监测结果表明，上海长江大桥主桥结构稳定，未产生明显的沉降趋势㊂图７㊀角反射器位置示意及形变曲线５　结论㊀㊀本文基于欧空局Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１Ａ卫星平台２０２０年９月至２０２２年３月共４４景ＳＡＲ影像对越江大桥变形监测方法开展研究㊂以上海长江大桥为研究对象，在大桥主桥和周边区域安装角反射器，采用ＭＴ－ＩｎＳＡＲ时序分析技术，得到角反射器位置大桥形变监测结果，上海长江大桥结构稳定，无明显沉降位移趋势㊂研究结果表明，角反射器可以极大地增加监测位置的雷达反射信号强度，有助于提高越江大桥ＩｎＳＡＲ变形监测成果的精度和可靠性㊂本文提出的基于角反射器的越江大桥ＩｎＳＡＲ变形监测方法对于运营期特大型桥梁结构健康监测与安全风险管控相关工作具有借鉴意义㊂参考文献［１］何秀凤，高壮，肖儒雅，等．ＩｎＳＡＲ与北斗／ＧＮＳＳ综㊀㊀合方法监测地表形变研究现状与展望［Ｊ］．测绘学报，２０２２（７）：１３３８－１３５５．［２］李振洪，朱武，余琛，等．雷达影像地表形变干涉测量的机遇，挑战与展望［Ｊ］．测绘学报，２０２２（７）：１４８５－１５１９．［３］朱茂，沈体雁，黄松，等．基于ＣＯＳＭＯ－ＳｋｙＭｅｄ数据的水库边坡ＩｎＳＡＲ形变监测应用［Ｊ］．水力发电学报，２０１８（１２）：１１－２１．［４］张婷，张鹏飞，曾琪明．ＳＡＲ定标中角反射器的研究［Ｊ］．遥感信息，２０１０（３）：３８－４２．［５］路聚峰．时间序列高分辨率ＣＯＳＭＯ－ＳｋｙＭｅｄ影像地表形变监测研究［Ｄ］．阜新：辽宁工程技术大学，２０１７．［６］潘超，江利明，孙奇石，等．基于Ｓｅｎｔｉｎｅｌ－１雷达影像的成都市地面沉降ＩｎＳＡＲ监测分析［Ｊ］．大地测量与地球动力学，２０２０（２）：１９８－２０３．（编辑㊀何琳）ＩｎＳＡＲｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｃｒｏｓｓ－ｒｉｖｅｒｂｒｉｄｇｅｂａｓｅｄｏｎｃｏｒｎｅｒｒｅｆｌｅｃｔｏｒＷｕＭｉｎｇｆｅｉＳｈａｎｇｈａｉＵｒｂａｎＯｐｅｒａｔｉｏｎＧｒｏｕｐ Ｃｏ． Ｌｔｄ． Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００２３ ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ ＳｐａｃｅｂｏｒｎｅＩｎＳＡＲｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｔｏａｃｑｕｉｒｅｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅａｎｄｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｓｕｒｆａｃｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄｈａｓｂｅｃｏｍｅｏｎｅｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｍｅａｎｓｆｏｒｔｅｒｒａｉｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ Ｃ－ｂａｎｄＳＡＲｉｍａｇｅｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｍｏｎｉｔｏｒｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓ－ｒｉｖｅｒｂｒｉｄｇｅ ａｎｄｃｏｒｎｅｒｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ．ＳｈａｎｇｈａｉＹａｎｇｔｚｅＲｉｖｅｒＢｒｉｄｇｅｉｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｂｊｅｃｔ ａｎｄｆｏｕｒｃｏｒｎｅｒｒｅｆｌｅｃｔｏｒｓａｒｅｉｎｓｔａｌｌｅｄｏｎｔｈｅｍａｉｎｂｒｉｄｇｅａｎｄａｒｏｕｎｄｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔａｒｅａｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ．ＵｓｉｎｇｔｈｅＳｅｎｔｉｎｅｌ－１ＡｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｍａｇｅｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｒｅａｗｉｔｈｔｉｍｅｓｐａｎｆｒｏｍＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０２０ｔｏＭａｒｃｈ２０２２ ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒａｔｅａｎｄｔｉｍｉｎｇｃｈａｎｇｅｓｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅａｔｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｒｎｅｒｒｅｆｌｅｃｔｏｒａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｍｕｌｔｉ－ｔｅｍｐｏｒａｌＩｎＳＡＲａｎａｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅＩｎＳＡＲｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓ－ｒｉｖｅｒｂｒｉｄｇｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｒｎｅｒｒｅｆｌｅｃｔｏｒｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｒｅａｌｉｚｅｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓ－ｒｉｖｅｒｂｒｉｄｇｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ＩｎＳＡＲ ｃｏｒｎｅｒｒｅｆｌｅｃｔｏｒ 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InSAR技术在滑坡识别与监测中应用的研究进展目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 研究意义 (4)二、InSAR技术原理及发展历程 (5)2.1 InSAR技术原理简介 (6)2.2 InSAR技术发展历程 (7)2.3 InSAR技术的主要特点 (8)三、InSAR技术在滑坡识别中的应用研究 (10)3.1 基于InSAR的滑坡形变监测方法 (11)3.2 基于InSAR的滑坡前兆信息提取 (12)3.3 基于InSAR的滑坡风险评估 (14)四、InSAR技术在滑坡监测中的实际应用案例分析 (15)4.1 滑坡监测实例一 (17)4.2 滑坡监测实例二 (18)4.3 滑坡监测实例三 (20)五、InSAR技术在滑坡识别与监测中的挑战与展望 (21)5.1 存在的挑战 (23)5.2 发展趋势与展望 (24)六、结论 (25)6.1 研究成果总结 (26)6.2 对未来研究的建议 (27)一、内容概括随着全球气候变化和人类活动的影响，滑坡作为一种自然灾害，对人类社会的安全和生态环境造成了严重的威胁。

为了有效地识别和监测滑坡，科学家们研究并开发了许多遥感技术，其中InSAR技术作为一种新兴的滑坡监测方法，已经在滑坡识别与监测领域取得了显著的进展。

本文将对InSAR技术在滑坡识别与监测中应用的研究进展进行综述，包括其原理、方法、技术特点以及在实际应用中的优势和局限性等方面。

通过对相关文献的分析和整理，本文旨在为滑坡研究领域的学者和工程师提供一个全面的参考，以期推动InSAR技术在滑坡识别与监测中的应用和发展。

1.1 研究背景滑坡作为一种常见的自然灾害，对人们的生命财产安全构成严重威胁。

为了有效预防和减轻滑坡带来的损失，滑坡识别和监测技术的研究与应用至关重要。

随着遥感技术的飞速发展，合成孔径雷达干涉测量（InSAR）技术以其高精度、大范围、高时效性的优势，在地质调查、灾害监测等领域得到了广泛应用。

基于GPS、CR-InSAR技术的高速公路采空区路基变形监控研究的开题报告一、研究背景与意义采空区（open-pit mine）是指矿山开采完毕后所形成的空洞区域，这些空洞区域也被称为“矿坑”或者“矿湖”。

在采空区内，往往有大量的地表水、空气和其他物质进入其中，从而导致了采空区的地表地下水体结构和动力特征发生改变。

高速公路建设往往需要在采空区的上方进行，对于采空区的地质条件进行详细的分析和预测将有助于高速公路的安全施工和长期的使用。

其中，路基的变形问题是较为突出的问题，也是采空区的公路建设面临的主要难题。

GPS和CR-InSAR技术在采空区监测中具有十分重要的作用。

GPS技术可以测量出公路路基发生的微小变化，随时更新数据，提高施工中的安全性和可靠性。

而CR-InSAR技术可以通过对采空区进行长期稳定性监测获取到采空区的变形和地质状态，更好地进行预测和分析。

本研究旨在通过GPS和CR-InSAR技术对高速公路采空区路基变形进行监测，为公路建设提供技术支持和理论依据。

二、研究内容与方法1. GPS监测技术的研究（1）GPS监测系统的搭建；（2）GPS监测站的布设；（3）GPS数据处理及分析。

2. CR-InSAR监测技术的研究（1）CR-InSAR监测系统的搭建；（2）CR-InSAR监测数据的获取；（3）CR-InSAR数据处理及分析。

3. 高速公路采空区路基变形监测技术的研究（1）GPS和CR-InSAR监测数据的整合；（2）路基变形和采空区地质状态的分析和预测；（3）采空区公路建设安全性分析和施工建议。

三、研究预期成果1. 通过GPS和CR-InSAR技术结合分析，建立采空区路基变形监测预警体系，提高公路建设的安全性和可靠性。

2. 结合高速公路采空区地质状况，分析和预测采空区的变形趋势，为采空区公路的建设提供技术支持和施工建议。

3. 在采空区路基变形监测方面，提出一套基于GPS和CR-InSAR技术的监测方法和操作规范，为类似项目的监测和建设提供管理和技术标准。

Insar在变形监测中的应⽤研究InSAR技术在变形监测中的应⽤研究卫星合成孔径雷达⼲涉测量技术(InSAR)通过对地⾯同⼀地区进⾏两次或多次平⾏观测，得到复图象对，从复图像对中提取相位信息，作为获取地表三维信息和变化信息的信息源，⽤以获取DEM和监测地表⾯的变化。

InSAR技术在地⾯沉降、⾃然灾害等地⾯变形监测⽅⾯已得到⼴泛的应⽤。

本⽂就InSAR在变形监测中的应⽤现状、存在的问题及前景进⾏了探讨。

1．引⾔合成孔径雷达⼲涉（InSAR）测量技术是在合成孔径雷达（SAR）技术基础上发展起来的雷达成像技术。

它继承了SAR的全天候、全天时、⼤范围、有⼀定穿透能⼒等优点。

在早期，InSAR技术的应⽤主要是地形制图，⽣成DEM，开展形变⽐较明显的地震形变、地壳形变、⽕⼭活动、冰川移动等⼤⾯积监测研究，后来随着InSAR技术的不断成熟和研究⼯作的不断深⼊，⼜逐渐转向地⾯沉降、⼭体滑坡等引起细微持续的地表位移[1]。

InSAR 技术除了具有⾼探测精度(亚厘⽶级) ,⽽且具有低成本、近连续性和遥感探测的能⼒, ⽆疑将成为今后地⾯沉降探测技术的研究重点和发展⽅向。

另外，星载InSAR系统有利于⼤范围测绘和动态过程的长期监测，特别适合危险地区和⼈类⽆法进⼊地区的研究⼯作。

因此，该技术在军事、国民经济建设中，有着极其⼴泛的应⽤。

InSAR技术在应⽤⽅⾯还存在很多问题亟待解决。

InSAR技术对⼤⽓误差、遥感卫星轨道误差、地表状况以及时态不相关等因素⾮常敏感, 这造成了InSAR技术应⽤中的困难。

在⼲涉数据的获取⽅⾯，星载⼲涉SAR⼤部分是重复轨道获得的，由于周期⽐较长、两次飞⾏轨道存在夹⾓等问题使得相⼲性⼤⼤降低，影响了DEM提取的精度。

为了获取⾼质量、稳定的⼲涉数据源，只有采⽤双天线的SAR系统才能得到保证，但⽬前还缺少双天线的星载SAR系统，这也⼤⼤限制了InSAR的发展。

InSAR技术的理论研究除了对SAR与InSAR成像技术研究以外，更多集中在InSAR技术研究的⼀个新的热点研究⽅向。

InSAR在滑坡监测中的应用一、概述合成孔径雷达（SAR）最早发展于20世纪50年代，作为有源系统，SAR具有全天候、全天时的工作能力。

可在不同的微波频段、不同极化状态下得到地面目标的高分辨率图像为人们提供各种有用的信息，广泛应用于地形测绘、地质研究、防灾减灾等诸多方面。

20世纪60年代末合成孔径雷达干涉测量技术（INSAR）发展起来，它是利用合成孔径雷达的相位信息提取地表的三维信息和高程变化信息的一项技术。

它的出现大大扩展了SAR的应用领域，能够获取高精度的地形信息，同时还可以检测地球陆地表面和冰雪表面的微小变化，监测时间从几天到几年，可获得全球高精度的（毫米级）高可靠的地表变化信息。

近年来地震、火山、滑坡和地面沉降等地质灾害越来越严重地威胁着人类的生存空间，针对这种灾害而发展起来的地表形变监测和测量技术就显得尤为重要。

合成孔径雷达干涉测量可以大面积的采样、测量时间短,同时成本也比较低，而且合成孔径雷达干涉测量,具有全天侯、全天时、高分辨率和连续空间覆盖的特征,能够提供短周期内空间连续曲面形变信息,可以满足沉陷监测要求,弥补地面常规测量离散点的不足,特别是能够提供高水平和高垂直分辨率的三维数字模型。

并且雷达数据下载快捷,时间延误少,加之越来越成熟的配套处理软件,使得地面沉降数据的提取十分迅速,可接近准实时动态监测，是现有滑坡监测手段的有益补充,用于地表及山体滑坡监测具有很大的优势和很好的前景。

二、INSAR干涉基本原理从历史上来看，现代合成孔径雷达干涉测量技术（InSAR技术）的发展源于Thomas Young于1801年所完成的“杨氏双狭缝光干涉实验”。

从两条狭缝射出的波束具有不同的传播距离，也就是波的相位不一致，这样引起波的叠加或削减，从而在白板上可观察到明暗相间的条纹，也就是所谓的“干涉条纹”。

InSAR正是受这一实验启发而发展起来。

合成孔径雷达干涉测量技术是以合成孔径雷达复数据提取的相位信息为信息源获取地表的三维信息和变化信息的一项技术。

InSAR变形监测方法与研究进展一、本文概述随着遥感技术的不断发展和进步，干涉合成孔径雷达（InSAR）技术已成为地表变形监测的重要手段之一。

InSAR技术利用雷达卫星获取的地表反射信号，通过相位干涉处理，可以高精度地提取地表的三维形变信息。

本文旨在深入探讨InSAR变形监测的基本原理、方法和技术，以及近年来在该领域取得的研究进展。

我们将从InSAR技术的理论基础出发，介绍其在地表变形监测中的应用场景和优势，分析不同InSAR方法的优缺点，并展望未来的发展趋势和挑战。

通过本文的阐述，读者可以全面了解InSAR变形监测的基本框架和研究动态，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、InSAR变形监测的基本原理和方法InSAR（Interferometric Synthetic Aperture Radar）变形监测是利用合成孔径雷达（SAR）获取的相位信息，通过干涉测量技术，提取地表微小形变信息的一种非接触性测量技术。

其基本原理和方法主要包括以下几个方面。

基本原理：InSAR技术的基本原理是基于SAR的相干性，即同一地表区域在不同时间或不同视角下的SAR图像之间存在一定的相位关系。

当地表发生形变时，这种相位关系会发生变化，通过解算相位差异，可以获取地表形变信息。

数据处理流程：InSAR变形监测的数据处理流程主要包括以下几个步骤：获取不同时间或不同视角下的SAR图像；然后，对图像进行配准和滤波处理，提高图像的相干性；接着，通过干涉测量技术，生成干涉图，提取相位差异；利用相位解缠技术和地表形变模型，将相位差异转换为地表形变信息。

监测方法：InSAR变形监测的方法主要包括差分干涉测量（DInSAR）、永久散射体干涉测量（PSInSAR）和小基线子集干涉测量（SBAS）等。

DInSAR技术利用多幅SAR图像生成干涉图，通过相位差异提取地表形变信息。

PSInSAR技术则利用永久散射体（如角反射器、裸露岩石等）在SAR图像上的稳定散射特性，提高相位解缠的精度。