文章目录

摘要

abstract

第1章 绪论

1.1 选题背景与意义

1.2 利用InSAR技术监测地表形变的研究现状

    1.2.1 国外研究现状

    1.2.2 国内研究现状

1.3 研究目标和主要内容

    1.3.1 研究目标

    1.3.2 研究内容

1.4 论文组织结构

1.5 本章小结

第2章 InSAR技术及原理

2.1 InSAR理论基础

    2.1.1 InSAR技术原理

    2.1.2 InSAR技术误差分析

2.2 D-InSAR技术基本理论

    2.2.1 D-InSAR技术原理

    2.2.2 D-InSAR技术限制

2.3 SBAS-InSAR技术理论

    2.3.1 SBAS-InSAR技术概述

    2.3.2 SBAS-InSAR技术原理及流程

    2.3.3 SBAS-InSAR关键技术解析

2.4 本章小结

第3章 地表形变与地下水位相关性探究

3.1 季节信号提取方法

    3.1.1 单通道奇异谱分析(SSA)

    3.1.2 多通道奇异谱分析(M-SSA)

    3.1.3 蒙特卡罗奇异谱分析(MC-SSA)

3.2 弹性骨架储水系数估算

    3.2.1 太沙基有效应力原理

    3.2.2 弹性骨架储水系数

3.3 本章小结

第4章 基于SBAS-InSAR技术监测北京市地表形变

4.1 研究区域概况

4.2 实验数据选取

    4.2.1 SAR影像数据

    4.2.2 DEM数据

4.3 基于SBAS-InSAR技术的北京市地表沉降研究

    4.3.1 数据处理要点

    4.3.2 数据结果分析

4.4 本章小结

第5章 北京市地表季节性变化与地下水位季节性变化的关系

5.1 数据来源

5.2 地表形变与水位变化的季节分量提取

    5.2.1 基本情况分析

    5.2.2 季节分量提取

5.3 含水层弹性骨架贮水系数估计

    5.3.1 含水层延迟性压实

    5.3.2 弹性骨架储水系数

5.4 本章小结

第6章 总结与展望

致谢

参考文献

文章摘要:地面沉降是我国华北平原主要的区域性环境地质灾害。近年来,随着经济的迅猛发展、人口的快速增长、地下水开采量的急剧增加以及城市和道路工程建设的扩张,使得北京地区地面沉降问题日益严重。然而原有的传统测量方法人力成本较高、监测周期较长,难以进行大范围长时间监测。小基线集合成孔径雷达干涉测量（SBAS-InSAR）技术的发展,极大程度地突破了以上限制,利用少量的图像获取区域地表形变信息,且能够降低时空失相干对干涉结果的影响,近年来被广泛应用于地表沉降监测中。本文使用SBAS-InSAR方法,选用时间跨度为2003年6月18日-2010年6月16日的52景ENVISAT-ASAR数据,得到了北京市地表形变速率及累计沉降时间序列。同时结合研究区24个连续水位监测井数据,使用多通道奇异谱分析的方法,对地表形变及地下水位的季节变化分量进行分离,探究季节变化分量的关系,进而计算弹性骨架储水系数。本文的主要成果如下:（1）根据InSAR形变结果可知,2003-2010年北京市累积形变量地表形变以沉降为主,区域最大沉降速率58.4mm/y,最大沉降量为522mm。沉降较为严重的区域主要出现在北京平原东部,北部次之,中西部主城区地区相对稳定。沉降以多中心漏斗的形式发展,但由于沉降漏斗范围较大,已形成了较为连续的沉降区。（2）利用多通道奇异谱分析方法对地表形变及水位变化的各分量进行分离,结果表明二者均包含明显的周期性变化,存在以一年为周期的季节性变化分量。同时借助蒙特卡罗奇异谱分析的方法排除了信号中大气延迟造成的干扰。（3）通过对地表形变及水位季节性信号相关性的分析,表明二者具有一定相关性,且地表形变表现出相对于地下水位变化明显的滞后性,滞后时间均在一年之内。最后根据地表形变以及水位变化,结合滞后时间计算了弹性骨架储水系数。为北京市沉降防治以及地下水含水层系统的进一步研究提供了一定的支持。

文章关键词:

论文DOI:10.27493/d.cnki.gzdzy.2020.000751

论文分类号:P642.26;P641