礦區(qū)地表形變及地質災害遙感監(jiān)測技術研究綜述(編輯修改稿)
2025-07-25 21:51 本頁面
【文章內容簡介】 受到大氣同溫層和電離層延遲、衛(wèi)星軌道、地表狀況以及時態(tài)不相關等因素造成的誤差影響[6]，僅靠其自身雷達數據無法消除，這造成了InSAR技術在應用中的困難。 DInSAR監(jiān)測技術所謂差分干涉(DInSAR)技術是利用同一地區(qū)的兩幅干涉圖像對其進行差分處理,從而獲取地表微量形變的測量技術。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相位的影響,使探測的信號更加清晰,精度更高。1989年Grabriel等首次論證了利用差分干涉（Differential InSAR，簡稱DInSAR）技術可用于探測厘米級的地表形變。20世紀90年代后期，部分學者通過實驗證實DInSAR對地球表面形變監(jiān)測的精度可達毫米級精度。DInSAR技術能夠獲取大面積、高精度的地表變化信息，其測量結果整體上是連續(xù)的，不存在總體累積誤差，且數據處理容易，因此被認為是進行大面積地表形變連續(xù)監(jiān)測的有效工具。DInSAR技術是InSAR技術的升級，將地表形變監(jiān)測精度提高了一個等級，但它仍然具有InSAR技術所存在的那些缺點，靠其自身無法消除，需要與其他監(jiān)測技術結合，才能得到更為廣泛的應用。3 礦區(qū)地表形變及地質災害監(jiān)測技術發(fā)展趨勢前面提到的地表形變遙感監(jiān)測技術，雖然都發(fā)展多年且應用日臻成熟，但均具有明顯缺點，如：GPS監(jiān)測技術受地面接收機數量和布網排列的限制，空間分辨率很難做到很高；InSAR測量技術在時間域的分辨率有限，同時InSAR數據質量還受到大氣層延遲、衛(wèi)星軌道誤差、地表狀況和時變去相關性等因素的影響，很容易導致InSAR圖像解釋錯誤。由于各監(jiān)測技術本身無法解決所存在的全部問題，迫切需要與其他遙感監(jiān)測技術的結合。因此，目前遙感監(jiān)測技術的發(fā)展趨勢就是多種監(jiān)測技術的結合。 GPSInSAR監(jiān)測技術一般而言,對于需要詳盡地表形變信息(有時甚至1 km空間間隔)的地表形變監(jiān)測,GPS網幾十公里間距網點密度顯然過于稀疏；而GPS技術采樣間隔短，有些GPS網甚至達到了采樣頻率1Hz，具有很高的時間分辨率。前已述及InSAR技術具有近連續(xù)性、高探測精度等優(yōu)點，但時間分辨率低，且受大氣同溫層和電離層延遲、衛(wèi)星軌道誤差、地表狀況以及時態(tài)不相關等因素造成的誤差影響。因此，兩種技術的合成成為目前遙感探測技術的一個發(fā)展趨勢。表1對GPS和InSAR技術進行了對比。表1 GPS技術與InSAR技術對比表 Contrast Table of GPS Technology and InSAR TechnologyGPSInSAR觀測量三維位移（水平、垂直）地面點與衛(wèi)星之間距離的變化（一維）時間分辨率近連續(xù)（日每點甚至10秒每點）周期性（2444天）空間分辨率離散的點（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)星數量24顆GPS衛(wèi)星1顆SAR雷達衛(wèi)星地面接收機需要（至少2臺以上）無需GPSInSAR合成方式是首先利用CGPS網得到低空間分辨率形變數據,再利用CGPS網對SAR誤差進行校正,最后利用高空間分辨率InSAR數據對GPS網位移形變場進行數值內插,從而最終得到高空間分辨率的地表形變位移場。在合成過程中，InSAR對于由地表狀況以及時態(tài)不相關產生的誤差只有通過仔細選擇雷達波段和影像對才能避免和減少,而大氣傳輸誤差和衛(wèi)星軌道誤差通過GPS校正可以得到消除。GPS與InSAR技術融合既可以改正InSAR數據本身難以消除的誤差,又可以實現GPS技術高時間分辨率和高平面位置精度與InSAR技術高空間分辨率和高程變形精度的有效統(tǒng)一。因此,GPS與InSAR集成技術在地表形變探測領域必將發(fā)揮巨大優(yōu)勢。 PSDInSAR監(jiān)測技術DInSAR技術被認為是進行大面積地表形變連續(xù)監(jiān)測的最
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