TerraSAR在区域地质调查中的应用方法

区域地质环境稳定性大地测量监测方法及应用区域地质环境稳定性是指某一地区地质环境的稳定程度，包括地质灾害的发生概率、地物的稳定性等地质现象的监测与评估。

大地测量是一种获取地表变形信息和地形特征的重要手段，对于区域地质环境稳定性的监测具有重要意义。

本文将介绍几种常用的大地测量监测方法及其在区域地质环境稳定性评估中的应用。

1. GPS测量：全球定位系统（GPS）是利用卫星进行测量的技术，可以实时获取测点的三维坐标信息。

通过GPS测量可以实现对地表运动和变形的监测。

在区域地质环境稳定性的监测中，GPS测量可用于监测地壳的垂直和水平运动，进而评估地质活动和地震风险。

2. 遥感测量：遥感技术是利用航空器、卫星等远离测区进行影像采集和数据获取的技术，可以获取大范围的地表信息。

遥感测量可以获取地表特征、地貌以及植被等信息，用于评估地表的稳定性。

通过监测植被覆盖度变化可以判断地表的稳定性，因为植被丰富度通常与土壤侵蚀和地质灾害相关。

3. InSAR测量：干涉合成孔径雷达（InSAR）是一种利用雷达信号进行测量的技术，可以获取地表表面的微小形变。

InSAR通过分析各个时刻的雷达信号相位差，可以得到地表高程信息，进而推测地表形变。

在区域地质环境稳定性的监测中，InSAR可以用于检测地壳的变形，如地震活动引起的地表形变。

4. 激光测距：激光测距技术可以通过向目标发射激光脉冲，测量脉冲从发射至返回的时间，从而计算与目标之间的距离。

激光测距技术已广泛应用于地表地形测量。

在区域地质环境稳定性的监测中，激光测距可以用于获取地表的高程信息，评估地形的变化和地表重力变化。

这些大地测量方法在区域地质环境稳定性的监测中都有重要的应用。

通过这些方法可以实时监测地质灾害的潜在风险，为地质环境的保护和人们生活的安全提供科学依据。

这些监测数据还可以用于地质灾害防范和减灾工作的决策和规划。

大地测量监测方法在区域地质环境稳定性评估中起到了至关重要的作用。

25Vo1.16 No.01 March, 2021/第16卷 第1期 2021年3月PS-InSAR 技术在北京通州区地面沉降监测中的应用孔祥如，罗 勇，刘 贺，王新惠，赵 龙，沙 特（北京市水文地质工程地质大队（北京市地质环境监测总站），北京 100195）摘 要：地面沉降是通州区重要地质灾害，由此引发的地裂缝次生灾害现象严重影响通州区的发展建设。

以TerraSAR-X 卫星影像为数据基础，采用永久散射体干涉测量（PS-InSAR）技术获取通州区地面沉降2015—2018年监测数据，分析了通州区地面沉降时空分布特征以及地裂缝次生灾害的垂向形变特征。

结果表明：（1）通州区地面沉降主要集中在西部和北部地区，形成了以通州城区—梨园—台湖为中心的西部沉降区和以永顺—宋庄为中心的北部沉降区，每个沉降区内又分布着多个小的沉降漏斗，在区域上具有不均匀沉降的特征；（2）宋庄地裂缝两盘各存在一个沉降漏斗中心，裂缝带沿线存在多个小沉降漏斗，由裂缝带向两侧沉降量逐渐增大，垂直裂缝带方向存在显著的沉降梯度变化，差异沉降特征明显，建议在宋庄地裂缝成因机理研究过程中考虑差异沉降对地裂缝形成的影响。

关键词：地面沉降；监测技术；永久散射体干涉测量；通州区；地裂缝Application of PS-InSAR technology in the land subsidence survey inTongzhou District, BeijingKONG Xiangru, LUO Y ong, LIU He, WANG Xinhui, ZHAO Long, SHA T e(Beijing Institute of Hydrogeology and Engineering Geology (Beijing Institute of Geo-Environment Monitoring), Beijing 100195)Abstract: Land subsidence is an important geological disaster in T ongzhou District. The resulting secondary disasters such as ground fissures seriously affect the development and construction of T ongzhou District. Based on T erraSAR-X satellite images, the monitoring data of land subsidence in T ongzhou District from 2015 to 2018 were obtained using PS InSAR technology. This paper analyzes the spatial and temporal distribution characteristics of land subsidence and vertical deformation characteristics of secondary disasters of ground fissures in T ongzhou District. Through this study, we obtain the temporal and spatial distribution characteristics of land subsidence in Tongzhou District, and reveal the characteristics of differential land subsidence of Songzhuang ground fissure. The results show: (1) The land subsidence in T ongzhou District is mainly concentrated in the west and north areas, forming the western subsidence area with T ongzhou-city-proper-Liyuan-Taihu as the center and the northern subsidence area with Y ongshun-Songzhuang as the center. There are many small subsidence funnels in each subsidence area with基金项目：地面沉降成灾机理与防控技术研究，北京市财政重点项目（PXM2019_158305_000012）第一作者简介：孔祥如（1989- ），男，硕士，工程师，主要从事地面沉降、地裂缝等地质灾害监测与研究工作。

融合新一代卫星SAR数据的地形与形变信息提取模型与方法合成孔径雷达差分干涉(Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar,DInSAR)测量技术是最近三十年来发展迅速的空间对地观测技术。

相对传统测量技术,该技术具有覆盖范围广、精度高、不受天气状况影响等优势,但是失相干与大气延迟是DInSAR方法固有的误差源,制约着其测量精度的进一步提高。

基于DInSAR的时序InSAR算法是近二十年来发展起来的有效方法,该方法基于覆盖同一地区的多幅SAR影像进行时序分析,通过选取高相干点,利用多余观测对特定模型的形变信息(如周期性形变)、高程误差、大气延迟等进行建模与求解,达到了较高精度。

在区域性沉降监测(如城市沉降监测等)、灾害监测评估(如火山地震形变测量、滑坡活动性监测等)、能源资源勘查(如油气田开采、矿藏资源开采等)、全球环境变化(如冰川偏移,极地冰层变化等)等非常广阔的领域展现了它的应用潜力。

早期的DInSAR技术主要用于火山形变监测、地震形变测量、区域形变测量等大尺度范围,精度大多在厘米级别。

制约其精度提升和应用范围提升的一大原因就是早期的SAR卫星影像质量不够高,其分辨率大多在10m以上,重访周期在30天甚至更久。

从2007年开始,各国陆续研制和发射了性能明显提高的新一代SAR卫星,例如具有两米高分辨率的德国TerraSAR-X与意大利COSMO-SkyMed卫星、具有TOPS模式宽幅成像短重访周期的Sentinel-1卫星等。

E.Sansosti与P.Berardino的团队等人将此类卫星定义为新一代SAR卫星系统。

新一代SAR卫星的主要提升包括更短的重访周期、更高的分辨率、更高的定轨精度与更高的成像质量等。

这些新一代SAR卫星带来了前所未有的高质量SAR 数据,不仅有助于提高以往相关研究的精度,其大覆盖范围,高分辨率也使InSAR 技术与地球物理学、冰川、水文学等其它学科的交叉融合变得更为容易,给许多以前不曾设想的新研究领域带来可能。

利用高分辨率TerraSAR-X影像监测唐山矿地面沉降张晓博;赵学胜;葛大庆;刘斌;张玲;王艳;李曼【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2017(37)5【摘要】利用2012-12～2014-02获取的13景高分辨率TerraSAR-X影像,采用PSI时序分析技术监测唐山矿地面沉降.该技术以短时空基线为准则生成47幅差分干涉图,选择强度稳定性和频谱相干性较高的相干目标进行时间序列分析,基于最小二乘法获取唐山矿区域相干目标的地面下沉速率和沉降时间序列.结果表明,唐山矿有两个地面沉降中心,分别位于矿区东北和西部方向,最大沉降速率达58.2mm/a;2013-06～09矿区出现回弹现象,而在其他时间段内地面呈近似线性下沉.通过对比高程误差改正前后的直方图可以发现,本文采用的两次回归分析方法对降低地形残余误差有很好的应用效果.%In this paper,the subsidence of Tangshan mine during the period from December 2012 to February 2014 is monitored with PSI technique using thirteen high resolution TerraSAR-X acquisitions.The overall deformation analysis is carried out on coherent targets with strong intensity stability and high spectral coherence,which are extracted from 47 interferograms with short temporal and spatial baselines,to obtain the subsidence velocity and time-series.The monitoring results show that there are two subsidence centers separately in the northeast and west directions,with a maximum subsidence velocity 58.2 mm/a.It is also found that ground rebound took place from June 2013 to September 2013,yet ground subsidence is approximately linear in theother observation period.Finally,by comparing two elevation error histograms before and after correction,we conclude that the two times regression method used in this paper is perfectly effective for the reduction of topographic residual errors.【总页数】4页(P507-510)【作者】张晓博;赵学胜;葛大庆;刘斌;张玲;王艳;李曼【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京市学院路丁11号,100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京市学院路丁11号,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京市学院路31号,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京市学院路31号,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京市学院路31号,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京市学院路31号,100083;中国国土资源航空物探遥感中心,北京市学院路31号,100083【正文语种】中文【中图分类】P258【相关文献】1.基于高分辨率TerraSAR-X影像的城市土地利用变化检测 [J], 张瑞;刘国祥;李涛;于冰;徐柱2.基于高分辨率TerraSAR-X影像的PSInSAR地表形变监测 [J], 丁荣荣;徐佳;林晓彬;许康3.土壤侵蚀动态监测中的高分辨率影像土地利用解译精度分析 [J], 李骜;魏欣;李子轩4.高分辨率SAR影像在地面沉降监测中的应用 [J], 王亚男;崔新宇;王宗伟5.利用高分辨率TerraSAR-X数据监测武汉地区2013～2015年地面沉降 [J], 白林;江利明;汪汉胜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

从遥感角度而言，第四纪沉积地层易于解译划分，这主要与其空间分布与成因联系密切相关。

基本表现出不同成因类型的沉积物在卫星图像上以特定的影像单元特征显示。

因此，以其为基础建立的影像岩石单元具有地层单位划分意义。

而且，代表着特定的成因类型或复合成因类型。

所以说第四纪沉积物的野外地质调查，也就是对影像岩石单元的调查。

由于第四纪沉积物的成因类型复杂、沉积物的岩性、物质组成、结构、构造以及所含动、植物群和含矿性均是有一定的差异性，在调查中观察的内容和要点不同，但总体上大同小异。

(1)岩性调查。

对不同岩性的第四纪沉积物，应观察描述其厚度、产状、颜色、结构、构造及变化情况。

(2)成因类型调查。

主要依据影像岩性单元特征，结合第四纪沉积物岩性、结构、构造及所含动、植物群进行成因类型的判定。

(3)含矿性调查。

当发现的泥炭、砂矿等矿产时，应查明其产状、分布规模，并进行适量的样品采集，为进一步工作提供资料。

(4)生物化石采集。

在适当的地点和沉积物类型中注意寻找哺乳动物化石或孢粉样、微体古生物样品的采集。

(5)新构造运动表现。

从阶地结构特点、剥夷面的变化、第四纪变形以及地形切割强度等方面研究新构造运动的性质和强度。

(6)地形地貌的特征。

通过第四纪沉积物地形地貌特征变化，总结影像岩石单元特征变化
规律，进行成因与形成年代分析。

北京揽宇方圆信息技术有限公司TerraSAR-X卫星成像模式介绍一、卫星概要：TerraSAR-X卫星为德国研制的一颗高分辨率雷达卫星，携带一颗高频率的X波段合成孔径雷达传感器，可以聚束式、条带式和推扫式3种模式成像，并拥有多种极化方式。

可全天时、全天候地获取用户要求的任一成像区域的高分辨率影像。

TanDEM-X于2010年6月21日成功发射，这两颗卫星在3年内将反复扫描整个地球表面，最终绘制出高精度的３Ｄ地球数字模型。

二、TerraSAR-X卫星主要特点1、多分辨率（1m/3m/18.5m）和覆盖区域：对于特定目标区域采用高分辨率，对大面积覆盖采用中等分辨率2、任何其他的商业星载传感器都无法比拟的几何精度3、极高的辐射精度4、不受天气影响，对地球上的任何地点，重访周期最长2.5天（95%的地区可达到2天重访）5、独特的敏捷性（成像和极化模式的快速切换）6、可应用于多种领域：防灾：洪水监测、地震监测、火山监测、滑坡、溢油监测农业：农作物分类、农作物长势监测及估产制图：地物提取、变化监测、地图制图林业：森林分类、林业资源评估与监测水文：土壤湿度监测、沼泽地识别海洋：海冰类型识别、冰川监测、极地监测、海洋表面监测地质：岩性构造、城市地面沉降、矿区沉降监测北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构，遥感行业的国家高新技术企业，整合全球200多颗遥感卫星数据资源，遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有商业卫星影像数据，是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构，提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务，最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。

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