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融合GNSS与InSAR技术的区域形变监测研究

田硕

融合GNSS与InSAR技术的区域形变监测研究

田硕1
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作者信息

  • 1. 天津城建大学
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摘要

雄安新区位于河北省中部地区,是首个由中共中央、国务院印发通知的国家级新区,承担北京非首都功能转移的重任,地理位置非常重要。因此,本文对雄安新区的地表形变进行监测,期待可以为有关部门提供参考。传统的地表形变监测方法主要以CORS和精密水准测量等单点监测为主,未能实现对雄安新区进行大范围形变监测,所以有必要寻找一种短周期的大面积监测方法。合成孔径雷达干涉测量技术(InSAR)作为监测地表形变的新兴技术被广泛应用,本文利用InSAR技术结合CORS开展区域形变监测研究,主要研究内容和结论如下: 1、融合CORS与DInSAR的地表三维形变模型构建。结合CORS水平形变和DInSAR垂直形变的高精度优点,在SAR同一时间段的前提下,选取雄安新区及其周边地区若干CORS站点水平形变值,结合CORS监测站相同地理位置的DInSAR处理得到的垂直形变值,根据卫星成像几何原理合成得到三维方向形变值;通过SPSS软件对融合后得到的三维形变值与原始DInSAR形变值进行比较,构建DInSAR形变的线性回归模型;与原始DInSAR形变相比,经模型校正后的DInSAR地表形变更接近由CORS和DInSAR融合得到三维视线向形变,研究表明:校正模型有效地将DInSAR原始形变向三维形变拟合,提高了原始DInSAR形变结果的精度。 2、基于PSInSAR技术的雄安新区地表沉降获取。本文利用PSInSAR技术对Sentinel1A 系列 SAR 影像数据进行处理,获得雄安新区地表形变;通过运用PSInSAR形变值与CORS形变值相比较,两者形变值较为接近,精度为mm级,表明PSInSAR可用于雄安新区地表形变监测。 3、雄安新区地表形变分析。本文根据PSInSAR形变结果发现,雄安新区在2016年夏季至2017年夏季期间,因施工建设导致了较大的地表形变,该形变以地面沉降为主,雄县、容城、安新县区中心累计沉降量分别为-89.19mm、-77.56mm、-8.42mm。其中,雄县沉降最为严重,并呈现条带状分布;容城沉降程度较轻;安新沉降程度较轻且沿着白洋淀分布,说明抽取白洋淀地下水是造成该地区沉降的重要原因。雄县境内沉降速率较快,区域呈现出条带状分布且中心平均形变速率达到-13.503mm;容城县区中心与安新县区中心的平均形变速率值分别为-7.9437mm与-3.5608mm,且均呈现出形变速率值由县区中心向四周递减趋势;白洋淀周围平均沉降速率较大,表明:白洋淀水资源开采是加快沉降速率的主要原因;安新县西南部平均沉降速率较大,表明工业发展以及采矿会加快沉降速率。

关键词

地表形变/区域监测/合成孔径雷达干涉测量/全球卫星导航系统

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授予学位

硕士

学科专业

测绘工程

导师

王勇/胡小刚

学位年度

2021

学位授予单位

天津城建大学

语种

中文

中图分类号

P5
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