基于相干点目标干涉测量分析方法监测深圳市城区地面沉降

摘要

地面沉降是在自然因素和人为因素共同作用下，形成的地表垂直向形变现象，严重时会成为一种地质灾害。我国已有96个城市和地区发生不同程度的地面沉降，已经造成上千亿元的经济损失，地面沉降已经成为制约区域环境、社会经济可持续发展的主要地质灾害之一。
　　 合成孔径雷达差分干涉测量(DInSAR)具有覆盖广、全天候、高精度监测地面沉降的优点，是地面沉降监测领域的一种新的经济的空间对地观测技术。但是由于时间、空间失相干和大气延迟三大因素的影响，制约了DInSAR技术的应用。而PSInSAR技术能够间接克服失相关和大气延迟的影响，通过获取时间序列上具有稳定散射特性的PS点，分析时间序列上的相位信息，获取地表的变形信息。但PSInSAR技术对数据量要求较大，一般要求至少30景。
　　 本论文采用了一种新的PSInSAR技术方法——相干点目标干涉测量分析方法(IPTA)，针对小数据集进行了短时间的地面沉降监测实验研究，得到了一些具有参考价值的结论。具体研究内容分为以下几个方面:
　　 1、采用IPTA技术处理小数据ASAR影像，对IPTA技术处理中关键问题进行应用分析。在选取候选点目标方面，将波普差异与强度稳定性相结合，综合考虑候选点目标的正确性和分布密度，最优化关键参数，提取候选点目标;并基于二维线性相位回归分析模型进行IPTA处理分析，通过迭代回归分析逐步对候选点目标的高程纠正值和相对线性形变速率进行修正，最终获取研究区平均形变速率图。
　　 2、对研究区的地面沉降进行分析。结果显示在卫星视线方向(LOS)形变速率为-14.4mm/a～8.6mm/a，表明深圳市城区存在不同程度的地面沉降，其中以宝安区的填海区地面沉降最为严重。并在深圳市城区地面沉降信息的基础上，提取了深圳地铁沿线地面沉降，分析了大面积填海工程和地铁修建是造成深圳市地面沉降的主要原因。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 研究目标和研究内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

第二章 相干点目标干涉测量理论基础

2．1 合成孔径雷达差分干涉测量原理

2．1．1 DInSAR的基本原理和主要方法

2．1．2 DInSAR处理流程

2．1．3 DInSAR技术的局限性

2．2 相干点目标干涉测量分析原理

2．2．1 IPTA技术基本原理

2．2．2 IPTA技术的技术流程

2．3 本章小结

第三章 干涉测量处理

3．1 研究区背景

3．1．1 自然地理概况

3．1．2 气象水文概况

3．1．3 地质条件概况

3．1．4 深圳地面沉降现状

3．1．5 研究区SAR数据

3．1．6 外部DEM数据

3．2 PSC提取

3．2．1 图像配准

3．2．2 点目标的提取

3．3 PS差分干涉处理

3．4 PS差分干涉点分析

3．4．1 一次回归分析

3．4．2 二次回归分析

3．4．3 估计精确基线

3．5 大气去除

3．6 本章小结

第四章 IPTA结果分析

4．1 深圳市城区大面积的地面沉降监测结果

4．2 深圳市地铁沿线沉降结果分析

4．2．1 深圳地铁概况

4．2．2 深圳地铁沿线沉降

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 研究内容结论

5．2 展望

参考文献

致谢