利用PSInSAR方法反演大时空尺度地表沉降速率-论文.pdf

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1、第39卷第9期武汉大学学报·信息科学版VolJ39NO．92O14年9月GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversitySept．2014DOI：10．13203／j．whugis20130670文章编号：1671-8860(2014)091128一O7利用PSInSAR方法反演大时空尺度地表沉降速率罗三明杜凯夫万文妮付黎明李永坤梁福逊1中国地震局第一监测中心，天津，300180摘要：通过时间基准和空间基准的连接，对PSInSAR方法进行了扩展，对覆盖华北平原约2O万km。的500余景EnvisatAS

2、AR数据进行了处理，获取了该地区2006～2O10年的地表沉降速率。分析表明，华北平原多个沉降中心沉降速率处于较高发展态势，从北京一廊坊一天津到任丘、沧州、泊头、衡水、德州、南宫，再到邯郸，地面沉降已连成一片；天津市的静海一滨海地面沉降最为突出，两地沉降中心区的平均沉降速率分别达到62mm／a和67mm／a，北京东部、沧州、泊头衡水一德州、邯郸等老沉降区的沉降速率分别达到36rnnl／a、34mm／a、37mm／a、29mm／a。利用天津地区同期水准测量结果检验了本文的研究结果，差值均小于10mm，表明PSinSAR方法反演结果与水准测量获得的结果

3、是一致的。关键词：华北平原；时间基准和空间基准；地表缓慢变化；PSlnsAR；地表沉降速率中图法分类号：P237．9文献标志码：A地表沉降是一种缓慢变化的地质灾害，1898甚至丢失，导致形变测量的失败，尤其是在监测长年日本最先在新泻发现地表沉降，随后在美国的期积累的形变量时变得十分困难。这些问题制约圣可塞和我国的上海、天津也发现了地表沉降现了DInSAR手段在形变监测方面的进一步应用。象。直到1936年墨西哥的J．A．Guevas和英国为了克服这些困难，研究人员基于干涉点目的T．E．Iongfield发表了《墨西哥城的地表沉降标分析思想陆续提出了多

4、种新的DInSAR地表问题》和《伦敦地表沉降》论文后，地表沉降才引起形变探测方法，基于永久散射体(permanentscat—国际社会的广泛关注，对地表沉降的机理、监测技terers，PS)的技术就是其中的一种。该技术能够术、防控措施等方面的研究工作在地表沉降比较克服常规差分干涉监测长期地表形变所面临的时严重的国家，如美国、日本、意大利等国开始受到间失相干、几何失相干和大气状态波动的负面影重视，对地表沉降的监测逐步展开。响，在相干散射体上跟踪干涉相位随时问的演变传统的监测手段主要有地下水动态监测、常过程，进而获取地表长期缓慢的变化信息。规精密水准测

5、量、基岩标和分层标监测。这些监PS技术已在火山研究[、形变探测。。、地测手段虽然精度高，但空间分布十分有限，不能获表沉降u等领域取得了大量研究成果。对已有得与大范围地表沉降空问分布一致的监测信息。PS方法研究结果的不完全分析显示，PSInSARGPS能够获取大空间尺度地表运动信息，但技术获得的地表运动场空间尺度一般不超过100离散的GPS监测点不可能密集布设，难以获得大km×100km。本文在已有研究的基础上，采用空间连续分布的地表运动场。PS方法对华北平原近2O万km。共500余景EN常规星载合成孔径雷达差分干涉测量(dif—VISAT重轨数据进

6、行了分析，获得r22个片区ferentialInterferometricSAR，DInSAR)技术能的地表沉降信息。采用相关数学模型，对这22个够从面上反映地表的形变过程。。]，并可精确地获独立片区根据时问基准和空问基准进行了统一分取地表沉降变化。但对于长时间缓慢的地表形析处理，获取了研究区2006~2010年空间连续分变过程而言，由于地表散射特性随时问的变化，使布的地表沉降平均速度场，并利用地表同期水准时间失相关，干涉纹图的相干性因而随时问减弱测量结果进行了验证。收稿日期：20l3l1一u项目来源：地震科技星火计划资助项目(XH13036)；中

7、国地震局地震研究所所长基金资助项目(IS201266¨1)。第一作者：罗三明，高级工程师，主要从事大地测量数据分析、DInSAR方法与应用研究。Email：luosanming@yahoo．COrn第39卷第9期罗三明等：利用PSInSAR方法反演大时空尺度地表沉降速率帧要在同一条连续的相位解缠路径下进行相位解1研究方法与数据处理缠。但由于每个标准帧主影像的获取时间不同(见表1)，因此很难确定一条经过22个标准帧的1．1研究方法连续相位解缠路径。在实际处理中，往往分别处本文采用基于相于点目标的Ps技术，根据理各个片区，在相位解缠时每个帧具有各自的参

8、PS技术的处理方法和处理流程，，分别识别考PS。因此，不同帧获取的地表形变信息是不连出22个片区的PS目标。为了使22标准