基于时序InSAR技术的川西高填方机场设施形变研究

发布时间：2020-04-06 05:30

【摘要】：川西地区位于青藏高原东缘,地跨我国一二级地形台阶,区域内沟壑纵横、山峰林立、地形复杂。虽然我国已经在第一、第二阶梯上建设了大量的公路和铁路(如青藏公路和青藏铁路),但相对于广阔的地理面积而言,现有的交通网络体系还满足不了经济发展和国家战略所需的交通需求。交通的局限使得川西地区的发展严重受限,而机场相对于修建路网既方便又经济的性质,使得机场成为川西发展的“刚需”。与中部和东部地区相比,川西地区机场有着以下特征:首先,为应对机场区域内复杂地貌所带来的高填方、移方;其次,机场所处地区位于环青藏高原地震带所带来的高地震强度和频率;最后,机场建设周期相对较短,因此,大部分地基都包括形变大、强度低、压缩性高、沉降量大和排水固结缓慢等特点,普遍存在工后沉降过大的问题。因此,识别和监测这些机场现有或潜在的形变,以及在地震等载荷作用下的形变是十分重要的。九寨黄龙机场是川西高填方机场的代表。机场建设期间,土石方开挖量达到3.09×10~7m~3,填方量超过2.76×10~7m~3,最大填筑高度达到104m;机场位于川西北高原区三角形断块上,周围存在着岷江断裂、雪山断裂和虎牙断裂这三条断裂带,区域内高烈度地震频发。2008年5月12日发生的汶川地震震中位于距机场206km,而2017年8月8日发生的九寨沟地震震中到机场的距离仅为48km。合成孔径雷达干涉测量(InSAR)能够精确测量地表目标的三维空间位置。它能利用多时相观测提供空间连续、亚厘米级精度的地表形变结果。在本文研究中,基于差分干涉合成孔径雷达(DInSAR)和时序小基线子集(SBAS)InSAR方法,使用JAXA ALOS/PALSAR和ESA/Sentinel-1多时相数据集监测了长时间序列上九寨黄龙机场的形变趋势和特征,以及地震对高填方机场的影响。地震前的一对InSAR影像、地震前后获取的一对InSAR影像以及地震后的一对InSAR影像被用于研究汶川地震和九寨沟地震在机场分别引起的地表形变。采用DInSAR方法,发现在地震后,在机场地表出现明显的沉降,并且发现在沿雷达视线方向机场区域内地表存在六个具有明显差异形变的区域。为了验证由DInSAR方法观测到的形变是否是由地震引起,我们接着使用了SBAS InSAR方法结合多时相SAR影像,监测了九寨黄龙机场长时间序列的形变特征。作为比较,同时将DInSAR和SBAS InSAR方法应用于一座高填方和两座非高填方的参考机场的形变研究中,三座机场在强震后都出了明显的沉降,但在高填方机场中发现了与九寨黄龙机场相似的形变特征,而非高填方机场中并不存在类似的特征。因而确定了地震是造成震后沉降的主要原因,并且结合地质资料,发现机场的差异形变与当地的地质背景相关,明显沉降/抬升区域与填方/移方区域高度契合。
【图文】：

机场,强度图像,遥感影像图,地理位置

第二章研究区域概况与数据准备续发生了 4 次 5~6.5 级地震，导致了一条西北走向地震带的形成，这表明虎牙断裂是一条全新世活动断裂[69]。综上所述，机场区域内具备地震活动地质基础。2008年 5 月 12 日，，四川汶川发生 8.0 级地震，震中至机场的距离为 206km。2017 年 8月 8 日，九寨沟地区发生 7.0 级地震，震中距离机场仅为 48km。

数据集,黄龙,九寨,机场

13寨黄龙机场（a）和双流国际机场（b）所用 ALOS/PALSAR 数据集的时间分布与 2017 年九寨沟地震相关的多时相 Sentinel-1 数据集ntinel-1 是欧洲航天局开展的哥白尼计划中的一个卫星星座，目前，即 Sentinel-1A 和 Sentinel-1B，分别于 2014 年 4 月和 2016 年 4
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V351.1

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