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基于InSAR时序分析的吉林省地表形变监测研究

2020-12-08阅读(856)

基于InSAR时序分析的吉林省地表形变监测研究

论文摘要

吉林省地质环境复杂,多年的采煤史造成大面积地表沉陷,且经调查发现位于西北部的松嫩平原是沉降易发区,目前,地面沉降成为各大城市主要地质灾害之一,影响社会经济发展和人民安全。因此,对吉林省进行大空间尺度的地面沉降监测,划分主要沉降区,确定沉降水平和沉降辐射范围,分析沉降产生的原因,对于吉林省地面沉降防治工作的开展具有重要意义。本文采用2016年3月初至2018年10月末,覆盖吉林省地区4条轨道的Sentinel-1数据,从西北至东南轨道号分别为:3、105、32和134。应用SBAS-InSAR开展吉林省大空间范围下的地表沉降研究,结合PS-InSAR对九台区进行验证,具有如下结论:（1）通过SBAS技术对吉林省地区进行地表监测,得到100米分辨率的累积形变量和年平均沉降速率结果,表明大部分区域是稳定无形变的,但存在三个主要形变漏斗区,分别是:松原地区中部、长春地区与吉林地区交界处和白山地区中部,全省最大累积沉降量高达100.01mm,最大年平均沉降速率达29.20mm/a。依据PS技术要求条件,从三个主要形变漏斗区,选取九台城区进行PS实验,共选取永久散射体906个,得到九台区累积形变量和年平均沉降速率结果,结果表明研究区内地面沉降现象普遍存在,且最大年平均沉降速率在37mm/a以内,市区年平均沉降速率在20mm/a。（2）为验证SBAS测量的可靠性,通过对比九台区的PS结果,相关系数达78.1%,说明SBAS结果在小区域具有很好的内符合精度,符合InSAR测量规范要求;再对SBAS结果与水准结果进行外符合精度验证,测量互差中误差?约为11.4mm,表明SBAS结果在长春地区具有厘米级监测精度。（3）通过SBAS实验结果与吉林省地震构造、崩塌泥石流分布与易发程度、地裂缝易发程度和油气开发等资料进行对比分析,得出长春地区与吉林地区交界沉降区,位于伊舒断裂带、泥石流塌陷和地裂缝易发处且是中石油勘探采油区域,表明该处地表形变很大程度受此影响;松原地区中部沉降区位于松原老震区,白山地区中部沉降区位于长白山天池火山区,表明以上两处沉降可能受地震影响。本文将SBAS-InSAR和PS-InSAR技术结合,对吉林省地面沉降情况进行定性和定量分析,得到吉林省地区线性形变场,获得地面沉降结果,通过与历史资料进行对比,说明吉林省地区地面沉降受地质灾害和勘探开采的影响。通过研究,得到吉林省地面沉降的空间分布特征、沉降区域演变规律和沉降形成因素,对吉林省地面沉降的防治和未来城镇规划提供一定的参考价值。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 论文研究背景
  •     1.1.1 选题依据与研究意义
  •     1.1.2 地表形变灾害现状
  •     1.1.3 InSAR地表形变监测优势
  •   1.2 InSAR技术研究现状
  •     1.2.1 SAR发展历史
  •     1.2.2 InSAR与 D-InSAR形变监测
  •     1.2.3 时序InSAR形变监测
  •   1.3 研究内容及论文结构
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 研究技术路线图
  •     1.3.3 结构安排
  • 第2章 InSAR理论基础
  •   2.1 引言
  •   2.2 InSAR/D-InSAR理论基础
  •     2.2.1 InSAR技术的基本原理及数据处理流程
  •     2.2.2 D-InSAR技术的基本原理及误差来源
  •   2.3 时间序列InSAR监测地表形变原理
  •     2.3.1 永久散射体技术（PS）
  •     2.3.2 短基线集差分干涉技术（SBAS）
  •   2.4 本章小结
  • 第3章 吉林省研究区概况及数据处理
  •   3.1 研究区概述
  •   3.2 数据简介
  •     3.2.1 SAR数据
  •     3.2.2 其他外部数据
  •   3.3 SBAS技术在吉林省大范围下的沉降监测
  •     3.3.1 数据预处理
  •     3.3.2 SBAS两步反演
  •     3.3.3 地理编码
  •     3.3.4 结果分析
  •   3.4 PS技术在吉林省重点沉降区监测中的应用
  •     3.4.1 数据预处理
  •     3.4.2 APS大气相位分离
  •     3.4.3 时间序列形变量计算
  •     3.4.4 结果分析
  •   3.5 本章小结
  • 第4章 沉降结果的精度评定与原因分析
  •   4.1 SBAS结果精度评定
  •     4.1.1 SBAS与 PS的交叉检验
  •     4.1.2 SBAS与水准对比分析
  •   4.2 沉降区域形变原因
  •     4.2.1 地面沉降与地震构造背景对比分析
  •     4.2.2 地面沉降与崩塌、地裂缝对比分析
  • 第5章 结论与展望
  •   5.1 本文结论
  •   5.2 研究展望
  • 参考文献
  • 作者简介及在学期间所取得的科研成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵强

    导师: 杨国东

    关键词: 大空间地表沉降,时间序列分析

    来源: 吉林大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,建筑科学与工程

    单位: 吉林大学

    分类号: P642.26;TU196.2

    总页数: 63

    文件大小: 16221K

    下载量: 368

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