礦區(qū)地表形變及地質(zhì)災(zāi)害遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)研究綜述(編輯修改稿)
2025-07-25 21:51 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 受到大氣同溫層和電離層延遲、衛(wèi)星軌道、地表狀況以及時(shí)態(tài)不相關(guān)等因素造成的誤差影響[6]，僅靠其自身雷達(dá)數(shù)據(jù)無(wú)法消除，這造成了InSAR技術(shù)在應(yīng)用中的困難。 DInSAR監(jiān)測(cè)技術(shù)所謂差分干涉(DInSAR)技術(shù)是利用同一地區(qū)的兩幅干涉圖像對(duì)其進(jìn)行差分處理,從而獲取地表微量形變的測(cè)量技術(shù)。第一幅干涉圖僅包含因地形起伏引起的干涉相位,第二幅干涉圖不僅包含因地形起伏引起的干涉相位,而且還包含因地表位移引起的干涉相位。為了獲得形變信息,將兩幅干涉圖進(jìn)行差分去除地形的影響,它可以有效地去掉地形、軌道基線距離等因素對(duì)相位的影響,使探測(cè)的信號(hào)更加清晰,精度更高。1989年Grabriel等首次論證了利用差分干涉（Differential InSAR，簡(jiǎn)稱(chēng)DInSAR）技術(shù)可用于探測(cè)厘米級(jí)的地表形變。20世紀(jì)90年代后期，部分學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)DInSAR對(duì)地球表面形變監(jiān)測(cè)的精度可達(dá)毫米級(jí)精度。DInSAR技術(shù)能夠獲取大面積、高精度的地表變化信息，其測(cè)量結(jié)果整體上是連續(xù)的，不存在總體累積誤差，且數(shù)據(jù)處理容易，因此被認(rèn)為是進(jìn)行大面積地表形變連續(xù)監(jiān)測(cè)的有效工具。DInSAR技術(shù)是InSAR技術(shù)的升級(jí)，將地表形變監(jiān)測(cè)精度提高了一個(gè)等級(jí)，但它仍然具有InSAR技術(shù)所存在的那些缺點(diǎn)，靠其自身無(wú)法消除，需要與其他監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合，才能得到更為廣泛的應(yīng)用。3 礦區(qū)地表形變及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)前面提到的地表形變遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，雖然都發(fā)展多年且應(yīng)用日臻成熟，但均具有明顯缺點(diǎn)，如：GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)受地面接收機(jī)數(shù)量和布網(wǎng)排列的限制，空間分辨率很難做到很高；InSAR測(cè)量技術(shù)在時(shí)間域的分辨率有限，同時(shí)InSAR數(shù)據(jù)質(zhì)量還受到大氣層延遲、衛(wèi)星軌道誤差、地表狀況和時(shí)變?nèi)ハ嚓P(guān)性等因素的影響，很容易導(dǎo)致InSAR圖像解釋錯(cuò)誤。由于各監(jiān)測(cè)技術(shù)本身無(wú)法解決所存在的全部問(wèn)題，迫切需要與其他遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的結(jié)合。因此，目前遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)就是多種監(jiān)測(cè)技術(shù)的結(jié)合。 GPSInSAR監(jiān)測(cè)技術(shù)一般而言,對(duì)于需要詳盡地表形變信息(有時(shí)甚至1 km空間間隔)的地表形變監(jiān)測(cè),GPS網(wǎng)幾十公里間距網(wǎng)點(diǎn)密度顯然過(guò)于稀疏；而GPS技術(shù)采樣間隔短，有些GPS網(wǎng)甚至達(dá)到了采樣頻率1Hz，具有很高的時(shí)間分辨率。前已述及InSAR技術(shù)具有近連續(xù)性、高探測(cè)精度等優(yōu)點(diǎn)，但時(shí)間分辨率低，且受大氣同溫層和電離層延遲、衛(wèi)星軌道誤差、地表狀況以及時(shí)態(tài)不相關(guān)等因素造成的誤差影響。因此，兩種技術(shù)的合成成為目前遙感探測(cè)技術(shù)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。表1對(duì)GPS和InSAR技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比。表1 GPS技術(shù)與InSAR技術(shù)對(duì)比表 Contrast Table of GPS Technology and InSAR TechnologyGPSInSAR觀測(cè)量三維位移（水平、垂直）地面點(diǎn)與衛(wèi)星之間距離的變化（一維）時(shí)間分辨率近連續(xù)（日每點(diǎn)甚至10秒每點(diǎn)）周期性（2444天）空間分辨率離散的點(diǎn)（最小間距為25Km）連續(xù)的、全球性的覆蓋（25m*25m分辨率、50Km*50Km的影像覆蓋范圍）衛(wèi)星數(shù)量24顆GPS衛(wèi)星1顆SAR雷達(dá)衛(wèi)星地面接收機(jī)需要（至少2臺(tái)以上）無(wú)需GPSInSAR合成方式是首先利用CGPS網(wǎng)得到低空間分辨率形變數(shù)據(jù),再利用CGPS網(wǎng)對(duì)SAR誤差進(jìn)行校正,最后利用高空間分辨率InSAR數(shù)據(jù)對(duì)GPS網(wǎng)位移形變場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值內(nèi)插,從而最終得到高空間分辨率的地表形變位移場(chǎng)。在合成過(guò)程中，InSAR對(duì)于由地表狀況以及時(shí)態(tài)不相關(guān)產(chǎn)生的誤差只有通過(guò)仔細(xì)選擇雷達(dá)波段和影像對(duì)才能避免和減少,而大氣傳輸誤差和衛(wèi)星軌道誤差通過(guò)GPS校正可以得到消除。GPS與InSAR技術(shù)融合既可以改正InSAR數(shù)據(jù)本身難以消除的誤差,又可以實(shí)現(xiàn)GPS技術(shù)高時(shí)間分辨率和高平面位置精度與InSAR技術(shù)高空間分辨率和高程變形精度的有效統(tǒng)一。因此,GPS與InSAR集成技術(shù)在地表形變探測(cè)領(lǐng)域必將發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)。 PSDInSAR監(jiān)測(cè)技術(shù)DInSAR技術(shù)被認(rèn)為是進(jìn)行大面積地表形變連續(xù)監(jiān)測(cè)的最
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