高分遥感与InSAR技术在黄土滑坡识别和监测中的应用研究

发布时间：2017-10-30 09:31

  本文关键词：高分遥感与InSAR技术在黄土滑坡识别和监测中的应用研究

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【摘要】：我国黄土分布面积非常广阔,横跨西北、华北和东北等12个省区,其面积达到25104.6?km,其中黄土高原的面积为25104?km,占全国耕地面积的1/5,全国人口数的1/6,且为油气煤等资源的重要基地,但该区域地形破碎,地质环境脆弱,地质灾害频发,包括地面沉降、地裂缝、崩塌、滑坡、泥流等,每年全国近三分之一的地质灾害发生在这里,严重地制约着该区域的人居安全、城镇化建设和能源开发,急需开展黄土灾害的早期识别、重点监测、及时预警和有效防控。本文选定典型的黄土滑坡作为研究对象,依托陕西泾河南塬这一典型滑坡群发区,综合采用高分遥感与InSAR技术开展黄土滑坡的早期识别与监测的理论与试验研究。本文针对泾河南塬黄土滑坡分布范围广、发生历史久、多发性强、单体面积小且不均匀等特点,开展了区域范围上的黄土滑坡识别研究,分析了其滑坡类型和时空发育特点;同时针对单体滑坡面积较小、突发性强、难以准确捕捉滑坡发生启动时间和突变时间等特点,开展了基于高分InSAR技术的典型滑坡高精度形变时间序列监测研究与试验。具体研究内容和获得的研究成果如下:1)开展了多时相光学遥感进行滑坡编目的技术研究,并选用2003年1月28日至2016年2月6日的32幅光学影像,分别对泾阳南塬滑坡群进行多时相黄土滑坡编目与滑坡类型分析。多时相滑坡编目图显示泾阳南塬黄土滑坡多发生于3~4月份,这主要与春灌和冻融有关,而与降雨量没有直接的关系。而滑坡类型编目图显示研究区域黄土滑坡形成数个集中发育的滑坡群,例如蒋刘村至庙店村短短10 km左右的距离内,发生了64处滑动,滑动频次之高实属罕见。并且滑坡发育类型有先后顺序,黄土滑坡类型主要为灌溉流滑型黄土滑坡;第二期黄土滑坡类型为流滑型或滑动型黄土滑坡,其中以滑动型黄土滑坡为主。2)研究了高时空分辨SAR数据进行小尺度黄土滑坡监测与识别的关键技术流程与参数设置特点,包括多视数和相干阈值的设置,DEM误差、解缠误差的改正以及高质量干涉图的选取等,保证InSAR形变时间序列结果的可靠性。3)利用InSAR技术,采用多期TerraSAR数据,对泾河南塬杏园滑坡的滑前、滑中与滑后情况进行了全方位监测与分析。成功的获取了杏园滑坡滑前时间序列结果,结合地下水资料对滑前形变的时空特点进行了详细分析,成功获取了该滑坡启动与加速时间节点,该研究成果对类似黄土滑坡的预警具有重要指导意义。通过滑前与滑后强度图变化检测,准确圈定出杏园滑坡的滑源区和堆积区域范围,与实地调查结果相吻合。由InSAR技术解算出杏园滑坡滑后地表高程变化,分析比较表明其与真实的地表变化具有较高的一致性。
【关键词】：高分遥感 合成孔径雷达干涉测量 黄土滑坡 识别与监测 形变时间序列
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.22
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 论文选题背景10-12
• 1.2 INSAR技术及其发展12-13
• 1.3 INSAR技术在滑坡调查与监测中的应用13-15
• 1.3.1 国外研究现状13-14
• 1.3.2 国内研究现状14-15
• 1.4 论文主要研究内容15-16
• 1.5 论文组织结构16-17
• 第二章 雷达干涉测量技术监测地表形变的原理17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 INSAR的基本原理及数据处理流程17-22
• 2.2.1 InSAR的基本原理17-20
• 2.2.2 InSAR的数据处理流程20-22
• 2.3 D-INSAR的基本原理22-24
• 2.4 INSAR测量的主要误差分析与消弱24-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 滑坡识别与监测技术方法30-35
• 3.1 引言30
• 3.2 融合SAR数据、DEM和光学遥感用于滑坡识别的技术方法30-31
• 3.3 INSAR技术用于小尺度滑坡监测方法31-34
• 3.3.1 SBAS-InSAR技术原理32-33
• 3.3.2 DEM误差改正33
• 3.3.3 相位解缠探测与修复33-34
• 3.3.4 计算沿坡向形变34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 泾阳南塬黄土滑坡编目35-52
• 4.1 引言35
• 4.2 研究区域背景35-37
• 4.2.1 研究区域位置35-36
• 4.2.2 地形地貌36
• 4.2.3 农业灌溉36-37
• 4.3 研究区域滑坡统计37-44
• 4.4 基于多时相黄土滑坡编目44-46
• 4.5 基于滑坡类型黄土滑坡编目46-48
• 4.6 光学影像目视解译48-49
• 4.7 高分遥感解译滑坡编目存在的问题49-50
• 4.8 本章小结50-52
• 第五章 泾河南塬杏园滑坡INSAR监测分析52-68
• 5.1 引言52
• 5.2 监测方案设计52-55
• 5.3 数据处理与分析55-57
• 5.4 结果与分析57-63
• 5.4.1 误差与改正57-60
• 5.4.2 形变时间序列结果60-61
• 5.4.3 杏园滑坡滑前形变61-62
• 5.4.4 杏园滑坡滑前形变分析62-63
• 5.5 小尺度黄土滑坡探测63-65
• 5.6 基于强度图的滑坡范围调查65-66
• 5.7 滑后地形变化监测66-67
• 5.8 本章小结67-68
• 结论与展望68-70
• 参考文献70-78
• 致谢78-79

【参考文献】

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本文编号：1117108