21731.改進(jìn)的sbas地表形變監(jiān)測(cè)及地下水應(yīng)用研究

1、分類號(hào)UDC博士學(xué)位論文密級(jí)改進(jìn)的SBAS地表形變監(jiān)測(cè)及地下水應(yīng)用研究ImprovedSBAStechnologyforLandDeformationDetectionandGroundwaterApplication作者姓名：學(xué)科專業(yè)：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：俞曉瑩測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)(大地測(cè)量學(xué)與測(cè)量工程)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院丁曉利教授李志偉教授論文答辯日期◆_、y答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)二O一二年十二月摘要合成孔徑雷達(dá)干涉

2、測(cè)量技術(shù)(DInSAR)可應(yīng)用于大范圍、全天候、實(shí)時(shí)的快速地表緩慢形變監(jiān)測(cè)，它已日益成為人們監(jiān)測(cè)地表形變、地裂縫、地震等地質(zhì)災(zāi)害的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，同時(shí)它也大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)手段如GPS、水準(zhǔn)測(cè)量等的不足。近年來(lái)，在DInSAR技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的PS—InSAR技術(shù)、短基線集的D—InSAR技術(shù)(SBAS)、點(diǎn)差分干涉測(cè)量技術(shù)(IPTA)等已經(jīng)成功運(yùn)用于地殼形變、城市地表沉降監(jiān)測(cè)、地震監(jiān)測(cè)、滑坡監(jiān)測(cè)以及冰川運(yùn)動(dòng)等領(lǐng)域之中。然而，隨

3、著應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步拓寬，這些技術(shù)的研究還處于起步階段，里面還涉及到的許多算法還有待于進(jìn)一步改善。在研究DInSAR關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，本研究重點(diǎn)就PSInSAR技術(shù)、SBAS技術(shù)及IPTA技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行分析研究。PSInSAR技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)測(cè)，但對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間序列的監(jiān)測(cè)存在著無(wú)法正確解纏的問(wèn)題，且受大氣影響較大；運(yùn)用SBAS技術(shù)可以減少數(shù)據(jù)成本，提高數(shù)據(jù)的應(yīng)用效率，但由于SBAS技術(shù)采用影像多視處理技術(shù)，導(dǎo)致空間分辨率降

4、低，降低了PS點(diǎn)的監(jiān)測(cè)精度；IPTA技術(shù)運(yùn)用了矢量數(shù)據(jù)的高效率的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大大節(jié)省了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間和提高了運(yùn)行效率，但同樣存在PSInSAR中解纏困難和受大氣影響較大的問(wèn)題。對(duì)以上多種方法進(jìn)行深入分析和研究之后，本論文發(fā)展了一套既能檢測(cè)線性形變，又能檢測(cè)周期性和非線性形變的技術(shù)流程和方法?；诟倪M(jìn)的SBAS算法不是簡(jiǎn)單的將兩種算法的疊加，而是對(duì)算法中的仍然存在的問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，如利用二元樹(shù)的復(fù)數(shù)小波濾波方法對(duì)干涉圖中的噪聲加以

5、去除；針對(duì)大氣延遲問(wèn)題提出了利用MERIS數(shù)據(jù)進(jìn)行ASAR大氣延遲相位的改正；針對(duì)低分辨率的傳統(tǒng)的SBAS技術(shù)利用PS點(diǎn)提高監(jiān)測(cè)精度。在理論研究的基礎(chǔ)上，選擇河北滄州市區(qū)作為實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，采用了ENVISAT衛(wèi)星的ASAR數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，得到相應(yīng)的監(jiān)測(cè)結(jié)果。為了驗(yàn)證結(jié)果的可靠性，本文利用研究區(qū)域監(jiān)測(cè)井的歷年水位數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)的形變監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行趨勢(shì)對(duì)比分析，并結(jié)合形變和地下水位的關(guān)系，分析出研究區(qū)域地下水的地球物理特性。論文的主要研究工作可分為以