趙克江

（貴州省第一測(cè)繪院，貴州 貴陽 550025）

前言

我國幅員遼闊地大物博，在不同的地區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在著較大的差異，地質(zhì)監(jiān)測(cè)部門需要在工作的過程中，根據(jù)不同的地理?xiàng)l件，選擇不同的監(jiān)測(cè)方法獲取地址動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)和變化趨勢(shì)。InSAR技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作中，能夠起到積極的作用。在本研究中，以貴州地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作為研究重點(diǎn)，以貴州特殊的地理?xiàng)l件為研究目標(biāo)，明確了InSAR技術(shù)在特殊變化的地形條件下，具有的技術(shù)性優(yōu)勢(shì)。

1 貴州省地理?xiàng)l件的特殊性

貴州省地處云貴高原，是中國西部的高原山地，貴州省境內(nèi)地勢(shì)西高東低，平均海拔在1100米左右。貴州高原山地居多，高原，山地，丘陵和盆地是貴州地貌的主要特點(diǎn)。貴州省境內(nèi)山脈眾多，重巒疊嶂，山高谷深，綿延縱橫。貴州的河流也是長江和珠江兩大水系的交錯(cuò)地帶，河流具有的山區(qū)特性明顯。貴州省屬于特定的地理位置和復(fù)雜的地形地貌。在貴州省境內(nèi)，巖溶分布非常廣泛，構(gòu)成了特殊的巖溶生態(tài)系統(tǒng)。貴州省的喀斯特地貌，是極具特點(diǎn)的地形條件。如果貴州省發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，損害則是非常嚴(yán)重的。

2 InSAR技術(shù)的原理與優(yōu)勢(shì)

2.1 InSAR技術(shù)的原理

InSAR技術(shù)主要是指對(duì)雷達(dá)波的后向散射較強(qiáng)，并且在時(shí)序上較穩(wěn)定的各種地物目標(biāo)，如建筑物與構(gòu)筑物的頂角、橋梁、欄桿、裸露的巖石等目標(biāo)；InSAR（合成孔徑雷達(dá)干涉測(cè)量）是指利用同一地區(qū)不同期次SAR數(shù)據(jù)中的相位信息進(jìn)行干涉測(cè)量的技術(shù)[1]?；贗nSAR技術(shù)，對(duì)K+1幅SAR單視復(fù)數(shù)影像，經(jīng)配準(zhǔn)、輻射定標(biāo)、PS探測(cè)和干涉處理，并借助已知DEM進(jìn)行差分干涉處理，得到K幅干涉和差分干涉圖、H個(gè)PS點(diǎn)以及各PS點(diǎn)在各差分干涉圖中的差分干涉相位集。在考慮地表形變、高程誤差、大氣影響及失相關(guān)的情況下，得到每個(gè)PS點(diǎn)在每幅差分干涉圖上的差分干涉相位組成，其中，對(duì)形變速率增量和高程誤差增量積分，可以得到每個(gè)PS點(diǎn)相對(duì)于主參考點(diǎn)的形變速率和高程誤差[2]。

圖1 InSAR技術(shù)原理

2.2 InSAR技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)

InSAR技術(shù)主要是利用雷達(dá)衛(wèi)星進(jìn)行干涉測(cè)量，InSAR技術(shù)無需地面監(jiān)測(cè)站，使監(jiān)測(cè)時(shí)空范圍的設(shè)計(jì)更加自由和方便，避免了中間點(diǎn)的過渡，大大提高了監(jiān)測(cè)的效率。InSAR技術(shù)可以主動(dòng)發(fā)射微波，能夠有效制定衛(wèi)星數(shù)據(jù)獲取計(jì)劃，根據(jù)衛(wèi)星的編程指令，向地面主動(dòng)發(fā)射微波，并接受回波完成測(cè)量。InSAR技術(shù)觀測(cè)點(diǎn)密度高，能夠在有限的范圍之內(nèi)，達(dá)到高密度的分布觀測(cè)點(diǎn)，使觀測(cè)的目標(biāo)變的連續(xù)性[3]。InSAR技術(shù)可以進(jìn)行全天候觀測(cè)，這是因?yàn)槔走_(dá)衛(wèi)星不受氣候條件限制，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)雨無阻的有效觀測(cè)。特別是在特殊的地質(zhì)災(zāi)害條件下，崩塌滑坡泥石流等條件，都可以進(jìn)行全天候的觀測(cè)。InSAR技術(shù)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化觀測(cè)過程，通過雷達(dá)衛(wèi)星干涉測(cè)量進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集工作，衛(wèi)星接收站和用戶之間進(jìn)行了數(shù)據(jù)化的連接，監(jiān)測(cè)資料的精準(zhǔn)度得到了明顯的提高。

3 InSAR技術(shù)在貴州省地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作中的應(yīng)用

3.1 在地震監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

對(duì)地質(zhì)災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主要的目標(biāo)就是用于地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，以及災(zāi)害的防治等方面的應(yīng)用。地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容就是對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的演變信息誘發(fā)因素等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過監(jiān)測(cè)獲取完整的連續(xù)較好的數(shù)據(jù)，以此來更好的預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害。InSAR技術(shù)在地震監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用較早，在貴州省的地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作中，由于貴州省地形復(fù)雜，InSAR技術(shù)在實(shí)際推進(jìn)中，進(jìn)行了多次的模型設(shè)計(jì)[4]。通過InSAR監(jiān)測(cè)技術(shù)，明確了地震形變的研究，在地面發(fā)生變化之后，雷達(dá)干涉圖上就會(huì)有明顯的變形信號(hào)，震前震后的干涉圖紋有著明顯的差異，通過InSAR技術(shù)的監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，地形位移之間的變化，在不同的時(shí)間間隔內(nèi)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)，以此來判斷地震造成的隆起形變。

3.2 在山體滑坡監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

貴州省高山縱橫，在貴州省的地質(zhì)災(zāi)害中，山體滑坡占據(jù)了主導(dǎo)。通過InSAR監(jiān)測(cè)技術(shù)能夠從整體上明確滑坡體運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的能力，在一定的環(huán)境條件下，通過InSAR技術(shù)可以推算出滑坡體運(yùn)動(dòng)的速度。特別是在特殊的植被環(huán)境下，可以摒除植被覆蓋的干擾，同時(shí)也能夠避免大氣影響而獲得準(zhǔn)確的分辨率。在數(shù)據(jù)處理的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都可以實(shí)現(xiàn)高精度和可靠性。

4 結(jié)語

InSAR技術(shù)的應(yīng)用，通過衛(wèi)星數(shù)據(jù)的開放，能夠有效實(shí)現(xiàn)地形測(cè)繪，火山地震監(jiān)測(cè)等方面的要求。InSAR技術(shù)的迅猛發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了地質(zhì)監(jiān)測(cè)工作的信息化發(fā)展，能夠有效提高監(jiān)測(cè)預(yù)警和防范能力。通過對(duì)貴州省地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作的分析可以看出，InSAR技術(shù)在特殊的地理?xiàng)l件下，更能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)化作用，InSAR技術(shù)的高分辨率和智能傳感系統(tǒng)發(fā)展，是未來地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)工作中的主體技術(shù)，將在具體的實(shí)踐過程中，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，豐富技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，信息處理和資料處理的高度融合。